Устройство для определения размера ресурсов восстановления технического объекта

 

иа 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (И) 4 G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТ9ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,-„,, И

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3638226/24-24 (22) 19.08.83 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (72) Е.И.Бороденко, В.А.Краснобаев, В.Д.Степанов и О.Н.Вишневский (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 752366, кл. С 06 G 7/48, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1066351, кл. С 06 F 15/46, !983. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА РЕСУРСОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащее цепи моделирования отказов блоков технического объекта, каждая из которых состоит из формирователя экспоненциальных импульсов, индикатора и последовательно соединенных генератора случайных напряжений, блока умножения и порогового блока, выход формирователя экспоненциальных импульсов соединен с вторым входом блока умножения, входы питания формирователей экспоненциальных импульсов всех цепей связаны с выходом блока задания постоянного напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения количества запасных элементов различного уровня для восстановления техни-. ческого объекта, оно содержит генератор тактовых импульсов, делитель частоты и в каждой цепи первый элемент запрета и узел выбора уровня ресурса, управляющий и информационные выходы которого соединены соответственно с управляющим входом первого элемента запрета и информаФ ционными входами индикатора, управ- Е ляющие входы первых элементов запрета связаны с выходом делителя частоты и управляющим входом генератора тактовых.импульсов, выходом подсоединенного к информационному входу делите- Я ля частоты, а входы сброса узлов выбора уровня ресурса связаны с входом сброса делителя частоты.

1203539 узла.

2. Устройство по п.i, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что узел выбора уровня ресурса содержит первый блок задания постоянного коэффициента, элемент НЕ, элемент ИЛИ, четвертый элемент запрета, а также ветви расчета числа запасных элементов одного уровня ресурса, каждая из которых включает второй элемент запрета, второй блок задания постоянного коэффициента, элемент сравнения, одновибратор, счетчик и дешифратор, а каждая ветвь, кроме первой, содержит третий элемент. запрета, выход первого блока задания постоянного коэффициента соединен с.информационным входом четвертого элемента запрета, выход и управляющий вход которого связаны соответственно с первыми входами элементов сравнения и выходом элемента НЕ, подключенным к управляющим входам вторых элементов . запрета, информационные входы которых соединены с выходами соответстИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов восстановления, например, для определения количества запасных блоков, обеспечивающих исправное функционирование технического устройства.

Цель изобретения — обеспечение возможности определения количества разнотипных запасных блоков, необходимых для восстановления технического объекта за установленное время.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — функциональная схема узла выбора уровня на фиг.3— функциональная схема формирователя экспоненциальных импульсов, на фиг.4 — временные диаграммы работы устройства, Устройство содержит формирователи 1» -1» экспоненциальных импульсов, генераторы 2»-2», случайных напряжений, блоки 3»-Зд умножения, пороговые блоки 4» -4ц, узлы 5,-5„ выбо10

25 вующих вторых блоков задания постоянных коэффициентов, выходы вторых элементов запрета, кроме первой ветви, связаны через третьи элементы запрета с вторыми входами соответствующих элементов сравнения, выход второго элемента запрета первой ветви связан с вторым входом элемента .сравнения данной ветви непосредственно, выход каждого элемента сравнения подключен к входу соответствующего одновибратора и управляющим входам третьих элементов запрета последующих ветвей, выходы одновибраторов соединены со счетными входали соответствующих счетчиков и входами элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом узла, выходы обнуления счетчиков соединены со сбросовым входом узла, а выходы счетчиков через соответствующие дешифраторы связаны с информациомными выходами ра уровня, блоки 6, -б„индикации, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, первые элементы 9 запрета и блок 10 задания постоянного напряжения.

Узел 5 выбора уровня содержит первый блок 11 задания постоянного коэффициента, элементы 12» — 12„ сравнения, одновибраторы 13»-13, счетчики 14„-14, дешифраторы 15, — 15„, вторые элементы 16» — 16„ запрета, вторые блоки 17»-17 задания постоянных коэффициентов, третьи элементы 18»вЂ”

18„ запрета, четвертый элемент 19 запрета, элемент НЕ 20 и элемент ИЛИ 21.

Формирователь 1 содержит резистор

22, накопительный конденсатор 23 и ключ 24.

Сущность изобретения заключается в том, что путем моделирования определяется число отказов каждого блока технического устройства на заданном периоде эксплуатации T . Восстановление может производится элементами различного уровня (первичные элемен1203539

3 ты функциональные элементы, конструктивные блоки и т.д.). При этом время восстановления различно. Для восстановления выбирается тот элемент низшего уровня, для которого время восстановления меньше допустимого.

Таким образом, запасной комплект составляется из элементов различного уровня и позволяет произвести восстановление за допустимое время с наименьшими экономическими затратами.

Формирователь 1 экспоненциальных импульсов представляет собой RC -цепочку. с электронным ключом, подключенным параллельно конденсатору. Он

4 реализует вероятность отказа 1 -r"o блока технического устройства по за-я t кону Р =1- р где A — интенсивность отказов. Закон реализуется за счет процесса заряда накопительного конденсатора 23, скорость изменения экспоненты регулируется за счет. изменения величины конденсатора 23.

Электронный ключ закорачивает конденсатор (разряжая его) при поступлении управляющего импульса с первого выхода узла 5 через элемент 9.

Генераторы 21-2 < случайных напряжений представляют собой генераторы шума, выполненные по известным схемам, содержащим в качестве первичного источника шума полупроводниковый элемент и усилитель. Совместно с блоками 3<-3 они обеспечивают моделирование случайного процесса изменения 1„= t- e " . Узлы 5 -5„выбора уровня обеспечивают однозначный выбор таких элементов, которые позволяют устранить отказ за время, меньшее заданного. Анализ уровня начинается с элемента самого низкого, у которого время восстановления наибольшее. Если оно бопьше допустимого, то выбирается элемент более высокого уровня, у которого время восстановления меньше, чем у предыдущего. Если и это время больше допустимого, л о анализируются элемент, следующий по уровню и т.д. до тех пор, пока время восстановления (;) не станет меньше допустимого (Тд).

Блоки 6,-6 „ индикации содержат каждый k цифровых индикаторов.

Генератор 7 представляет собой типовой генератор импульсов с управляющим входом. При поступлении запрещающего сигнала импульсная последовательность на его выходе отсутствует.

Устройство работает следующим образом.

Изменение во времени вероятности отказов по закону P =(-е всех блоков технического устройства моделируется формирователями 1 — 1 . Поп дается постоянное напряжение с выхода блока 10 на конденсаторы 23. Происходит заряд накопительных конден10 саторов, причем постоянная времени заряда каждого формирователя 1; отлична от других и соответствует ин тенсивности отказов Я; 1 -ro блока технического устройства. Таким образом, вероятность отказов каждого блока изменяется со своей скоростью в соответствии с Я; (фиг.4а,k ь) .

Случайный характер изменения вероятности отказов моделируется путем перемножения напряжения-на конденсаторе 23 со случайно изменяющимся напряжением генераторов 2 -2 ».

Умножение производится в блоках 3 -3».

При достижении на выходе блока 3

25 напряжения 0 „ (где U — напряжение логической единицы) на выходе порогового блока 4; появляется напряжение логической единицы (фиг.43), которое поступает на вход узла 5 . В

1 соответствии с логикой работы узла

5; на его определенном втором выходе (в зависимости от выбранного уровня запасного элемента) появляется сигнал, который отображается на

35 индикаторе 6 . На индикаторе 6 вы1 1 свечивается единица, свидетельствующая о необходимости включения в состав запаса элемента выбранного уровня для -го блока. Одновременна напряжение с первого выхода узла 5; подается через элемент 9; на управляющий.вход ключа 24„ . Происходит разряд конденсатора 23„, и начинается моделирование дальнейшего процес4, са эксплуатации.

В момент времени, (фиг.4) происходит отказ первого блока технического устройства. Аналогичным

1 образом, как и для 1 -ro блока, определяется уровень элемента, необходимого для включения в состав запаса.

Происходят отображение на индикаторе 6; единицы определенного уровня и разряд конденсатора 23, в блоке 1,.

В момент времени 1 происходит

2,1 второй отказ 1 -го блока. Устройство работает аналогичным образом, и на индикаторе 6 высвечивается двой1 ка, свидетельствующая о необходимос5 12 ти включения в состав запаса второго элемента того же уровня для q -ro блока.

Работа устройства происходит таким образом до тех пор, пока текущее время не привысит заданного периода эксплуатации (Т ).

Время Т задается путем изменения коэффициента деления делителя 8. Перестройка происходит за счет подключения или отключения дополнительных триггеров к сдвиговому регистру. В момент начала моделирования запускается генератор 7, импульсная последовательность с которого подается на вход делителя 8.

После поступления количества импульсов, пропорционального на выходе делителя 8 частоты появляется сигнал, поступающий на управляющие входы генератора 7 и элементов 9,-9„ .

При этом прекращается поступление импульсов с генератора 7 и запрещается прохождение сигналов с первых выходов узлов 5 -5 „ через элементы

9,-9„ на разряд конд"нсаторов 23 в формирователях I<-I„.

На индикаторах 6 -6 отображаети ся количество элементов выбранного уровня для каждого блока технической системы, которые необходимо иметь в запасе для восстановления системы за допустимое время на заданном периоде эксплуатации.

Для обеспечения нового цикла моделирования подается импульс сброса, который очищает счетчики 141 и 14ц и делитель 8 частоты.

Узел 5 выбора уровня работает следующим образом. В исходном состоянии вводятся значения допустимого времени восстановления в блок 11 и значения времени восстановления элементами различного уровня в блоки

17 -17, причемо в >с»с в» в к в ez в вwр т.е. в блок 17у введено время восстановления для элемента самого высокого уровня. Блоки 11 и 17,-17„представляют собой регулируемые источники постоянного напряжения.

В случае возникновения отказа потенциал логической единицы с блока 4

03539

25 ние св и Т.. Если в Т, то анавz

2 логичным образом считывается инфор-, мация с соответствующего выхода дешифратора 15 на индикатор 6. В слу/ х чае ь в > Т начинает работать третий уровень сравнения и т.д.

До моделирования .нового цикпа работы после замены отказавшего элемента необходимо произвести разряд накопительного конденсатора 23

35 блока 1„ через ключ 24. Управляющий сигнал подается с выхода одновибратора 13„ через элемент ИЛИ 21.

После окончания работы счетчика

14,-14 очищают я сигналом сброса, подаваемым на их входы обнуления.

Положительный эффект от внедрения изобретения заключается в том, что при выполнении условия в T

1 суммарная стоимость скоплектованных ресурсов восстановления будет наименьшая иэ всех возможных, поскольку стоимость элементов более высокого уровня, которые. можно включать в состав запаса при выполнении условия ьв < Т, выше определенных в процессе работы устройства.

20 поступает на вход элемента НЕ 20, инвертируется в ноль, который поступает на запрещающие входы элементов

19 и 164-16„, разрешая тем самым сравнение Т и

Если о . Т, то на выходе эле1 мента 12, появляется напряжение логической единицы, которое подается на запрещающие входы элементов 18 †„„, запрещая тем самым выбор элементов с второго по k -й уровень. С выхода элемента 12, потенциал логической единицы поступает на вход одновибратора 13, который генерирует одиночный импульс,. После записи импульса в счетчик 14 информация о количестве импульсов дешифрируется дешифратором

15 и с его соответствующего выхода поступает на индикатор 6.

Если .в, ъ Т, то на выходе элемента 12 — напряжение логического

1 нупя. Следовательно, на запрещающем входе элемента 18 — напряжение логического нуля и происходит сравне1203539

0 "л

И»

Составитель С.Демиденко

Редактор О.Юрковецкая Техред О. Ващишина Корректор И.Эрдейи

Заказ 8419/53 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4