Устройство для прогнозирования надежности

 

« «i «744389 я,ф,@1 QpggjQj g Яд и т- ъ (д (я (6l ) Дополнительное к 38Т. свнд-Bу Мс 559 198 (22) Занвлено10.04.78 (2 «) 26025 0/18 4 с присоединение«н заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 1980 г. Бюллетень №24 (51) M. Кл.

G0 1 К 31/28

Грщдарстеюниь«й накатит

ИСР йо ДРЛВН M3I«538I9««««il

М I«TKPNYi«ii (53) т ДК681.325.Ь . (088.8) Дата опубликования описания. Барба, В, К. Дедков, В. «<. « .свпапкий, Н, А Северцев 721 Авто!ъ 4 А, А Б б у - = ", . - .„-, . ъ (.в -:рте в2 изобретения - М «, . (л I,. М (7) ) заявитель цоенный инженерный & раснознаменп чй нстптут

А. Ф, Можайского

/54) УСТРОИС РВО ДЛЯ ПРОГ«) =БИРОВАЦ1Я (- АДГЛИОСТ И

Ю Ю ЕО йМЮ 6-ЯЬ6Л . Ю

Изобретение отнссится к области иъ«числительной техники и автоматики и,:o,-Iåò бьпп HOIioIBMoBBEIo ijJIII IipoI EIDGпрования надежное rn технических объектов по текушим значениям непрерывных с«тучайаилх процессов внешнего воздействия, и по све дениям о предельнььх возможностях технических объектов, т, е, сопротивляемостях, Известно устройство для прогнозирования надежности (1), содержашее êoðрелятор, выход которого соединен с первым входом анализатора случайного процесса, а выход — с вторым входом анализатора случайного процесса, выход которого через вычислительный соединен с .первым входом блока возведения в степень, второй вход которого соединен с первым .выходом блока управления, а выход — с первым входом блока произведения, второй вход которого соединен с блоком дифференцирования, а выход — с вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход — с регистрируюшим блоком, Недостатком устройства является невозможность учета при прогнозировании

:наде;,;г-сти технических объектов статистп.,ес::=.го подобия между ними. Этот недостатAI; вызван отсутствием возможности

oIIpoп;:.ения степени подобия технических объектов и оцепкп утонченной функции распределения сопротивляемости (по обобше.п"ой выборке) .

11с.;-,:=.о изсбрете шя является повышение .точностп прогноза и расширение функциоIIBJB,пых возможностей устройства за счет учета с атцстического подобия техничес,ких объектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для прогнозирования на,дежности по авторскому свидетельству

М 559198 содержит блок памяти, второй ,;блок произведения, блок деления, блок

;сравнения. блок оценки функции распреде.ления, выход которого подключен к выходу блока дифференцирования, вход — к выходу ,:блока памяти, первый вход которого явля1, ется вторым входом устройства и последо вательно с<ядинепные второй блок произведения, блок деления и блок сравнения, выход которого соединен со вторым входом блока памяти, à вход второго блока

I .произведения является третьим входом 2 устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схМа уст,ройства для прогнозирования надежности, На фиг. 2 и 3 приведены реализации ! . случайного процесса внешнего воздействия

1 и характеристики сопротивляемости объекта.

Устройство для прогнозирования на . фиг. 1 содержит коррелятор 1, выход которого соединен с первым входом анализатора 2 случайного процесса, а вход является первым входом 1 устройства, вычислительный блок 3, вход которого соединен с выходом анализатора2, а выход — с первым входом первого блока 4 произведения, второй вход которого подключен к выходу блока 5 управления, второй выход которого соединен с первым входом сумматора 6, выход которо;го является выходом устройства, а вто рой вход подключен к выходу первого, блока 4 произведения, третий axon блока 4 соединен с выходом блока 7 дифференцирования, вход которого подключен через блок 8 оценки функции распределения к выходу блока 9 памяти, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход подключен через последовательно соединенные второй ! блок 10 произведения, блсж ..11 деления и блок 12 сравнения к третьему входу.

На фиг. 2 и 3 приняты следующие

: обозначения:, Q. ® — Реализация случайного процесса внешнего воздействия; л

gy(<)f- плотность распределения сопротивляемости, определяемая по выборке объемом f, о значениях сопротивляемости одного

Л технического объекта

« (g) P- плотность распределения сопротивляемости, оцениваемая по выборке объемом Р (суммарной выборке по одному и другому техническим объектам) л

g д (л)P- кривая прогнозируемых значений надежности при учете информации о сопротивляемости в виде

go(n)(- кривая прогнозируемых; значений

10 надежности при учете информации о сопротивляемости в виде

Принцип работы устройства состоит в учете статистического подобия между техническими объектами, Классическая теория подобия для определения подобия технических объектов, сводит задачу к оценке Т - отношения характеристик первого и второго техниче ских объектов. Если это отношение равно 1, то сравниваемые объекты подобны.

Однако поскольку Т, как правило, является непрерывной случайной величиной, то P(T-=1)=0, Целесообразно рассмотреть интерпретацию подобия в статистическом смысле.

Величину статистического подобия Т можно оценить с помошью следуюшего выражения: l71.

И у

/=4 м (1)

КХ гиеlJ J, -тма параметр, харвитериауюший первый технический объект

У -тый параметр, характеризую1 ший второй технический объект;

Условие выполнения статистического подобия может быть сформулировано следующим образом: если величина попадает в интервал T+ + 9, то два технических объекта можно считать и одобными и объединять информацию для оценки функции распределения сопротивляемости, Здесь: (у — математическое ожидание критерия подобия; Я вЂ” его среднее квадратическое отклонение; — величина, зависящая от довери тельного интервала и равная 2 при доверительной вероятности

0>95(предполагается, что критерий подобия распределен по нормальному з акону);

Если величина Т в этот интервал не попадает, то гипотезу о подобии технических объектов принять нельзя и оценку сопротивляемости следует проводить по ограниченной выборке.

Прогноз надежности технического объекта осушествпяется аппаратурно путем реалиэ ации выражения; р „() + (p (g)J de(x) с де Ф(4- Функция надежности или е

Роя тность того, НТ0 3 а вре мя

ГЪ

=A <(.HH Разу внешнее по отношению к эксплуати емому Устройству, воздействие .

Не превысит допустимого, - gI — функция распределения сопротивляемости, основная и исчерпыва-, юшая характеристика допустимого предела величины внешнего воздействия, приводяшее устройство к отказу; — наибольшее случайное воздействие на интервале времени, равГ ному периоду корреляции; у,(ц) — функция распределения наибольших значений СП внешнего воэnellcTвия lg Ц: йй — глубина прогноза, выраженная через число периодов корреляс пин СП внешнего возлейотвия л»вЂ”

М ,ят — периоп иорреляпии исследуемого СП;

F k (X) — уоловнвя фуиипия распределения внешнего воздействия относительно гипотезы о том, что предельное (допустимое) значение воздействия принадлежит элементарному отрезпул еЪ(йтп

J Py (l<) вероятность впементярной гипотезы p(gC. (K -(Ь)

Функциональное назначение блоков в уст ройстве следуюшее.

Блок оценки функции распределения служит для вычисления функции распределения сопротивляемости rio выборочным значениям .@Блок памяти предназначен для хранения

Е значений)(„, и выдачи их на блок оценки функции распределения по сигналу с блока сравнения. Блок сравнения определяет по падание критерия подобия в интервал

Т+ рбТ

Второй блок произведения осушеств ляет оценку числителя и знаменателя формулы (1). Блок деления служит для вычисления критерия подобия в соответствии с выражением (1) .

Устройство для прогнозирования надежности работает следуюшим образом: информация о случайном воздействии на исследуемый технический объект, предоставленная в виде непрерывного электрического сигнала, поступает на вход .коррелятора 1 и на вход анализатора 2 случайного процесса ° В корреляторе определяется автокорреляционная функция исследуемого случайного сигнала и по ней определяется его период корреляции4 . Период корреляции задается анализатору 2 случайного процесса, в котором исследуемый сигнал раэбиl С вается на промежуткиЫ и затем в каждом из папученных промежутков определя ется наибольшее значение, По выбранным значениям максимумов из интервалов разбиения исследуемого сигнала блоком вычисления 3 определяется условная вероятность g g (y) которая поступает в первый блок 4 произведения, где перемпс жается сама на себя Л раз (Д задается блоком 5 управления) . С второго входа устройства на первый вход блока 9 памя .подаются статистические значения )( сопротивляемости двух технических объек тов, а с третьего входа устройства на вх второго блока 10 произведения поступают значения „- и Я параметров, характеризуюших технические объекты. В блоке 1( осушествляется вычисление числителя и знаменателя выражения (1). Эти значениф подаются на блок 11 давления, где определяется величина критерия подобия Т, которая поступает на блок 12 сравнения.

Здесь она сравнивается с границами инрь тервала + (Ь7 . Если Т окажется в пределах этого интервала, то блок 12 выдает сигнал на блок 9 памяти, который засылает выборку статистических значений сопротивляемости двух технических объектов в блок 8 оценки функции распределения. При выходе Т за пределы этого интервала блок 12 сравнения подает на блок 9 памяти сигнал для засылки на блок 8 выборку о значениях сопротивляемости только одного исследуемого технического объекта. Функция распределения сопротивляемости с блока 8 через блок 7 дифференцирования поступает на третий вход первого блока 4 произведения, в котором определяется вели l»ц (-й &)3

„Д g (y) . Эта величина суммируется К раз в сумматоре 6 (К зависит от требуемой точности и задается блоком управления), с входа которого снимаются прогно зируемые значения функции надежности

Кй (и)

Технико-экономический эффект от применения данного изобретения заключается в том, что повышается точность прогнсхз,q надежности: если уменьшена ошибка в c l . рону завышения функции надежности, то положительный эффект будет проявляться возможности устранения последствий не. предвиденных отказов технического объешь та, если и уменьшена ошибка в сторону занижения функции надежности, то положи ,тельный эффект будет проявляться в уст « нении последствий перестраховки, т. е. проведения избыточных мероприятий llo u вышению надежности.

Из фиг. 2б видно, что учет статистического подобия (увеличение .объема выборки при оценке сопротивляемости) суш ственно повышает точность прогнсхза надежностии, т. е. уменьшается ош ибк а и й: и рону занижения показателей надежности.

На фиг. 3 иллюстрируется случай, ко1да учет статистического подобия нх мцш . I снизить ошибку в сторону зюышения надежностии, с

Формула изобретения

Устройство для прогнозирования надежности по авторскому свидетельству

No 559198,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точностипрогноза и расши— ренин функциональных возможностей устройства оно содержит блок памяти, блок оценки функции распределения, выход которого подключен к выходу блока дифференцирования, вход — к выходу блока ti«мяти, первый вход которого является в с рым входом устройства, I последовательно соединенные второй блок произведения, блок деления и блок сравнения, выход которого соединен со вторым входом блок . памяти, а вход второго блока произьедеция яьпяется третьим входом устройства

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

N 559198, М.Кл. О 1Р 31/28, 1975 - { прототип) .

Заказ 4999

Тираж 84

Бесплатно

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Москва, И3035, Раугоская наб., 4

Предприятие,Пагент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 24