Надежность функционирования автоматизированных систем. Липатов И.Н. - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

-41-
Определим количественные характеристики надёжности в случае постоянного включения
резервных цепей.
Введём обозначения
()
io
P
t , i = 1, 2, ……..,n - вероятность безотказной работы элемента Э
io ;
()
ij
P
t , j = 1, 2, ……..,m; i = 1, 2, …….,n - вероятность безотказной работы элемента Э
ij.
Запишем вероятность безотказной работы j - ой цепи
() ()
j
i
n
ij
P
t
P
t=
=1
Π
;
j = 0, 1, ……,m (1.7)
Вероятность отказа j - ой цепи
() () ()
j
j
i
n
ij
q
t
P
t
P
t=− =−
=
11
1
Π
;
(1.8)
Определим вероятность безотказной работы системы
() () ()
[
]
c
j
m
j
j
m
j
q
t
q
t
P
t==
==00
1
ΠΠ
. (1.9)
Подставим (1.7) в (1.9). Получим
()
c
j
m
i
n
ij
q
t
P
t() .=−
==01
1
ΠΠ
Определим вероятность безотказной работы системы
() () ()
c
c
j
m
i
n
ij
P
t
q
t
P
t=− =− −
==
111
01
ΠΠ
.
Частный случай: основная и резервные цепи имеют одинаковую надёжность, т.е.
(
)
ij i
P
t
P
t()
=
Тогда
() () ()
c
j
m
i
n
i
m
q
t
P
t
i
n
i
P
t=−
=−
=
==
+
01
1
11
1
ΠΠ Π
;
() () ()
c
c
m
P
t
q
t
i
n
i
P
t=− =−
=
+
111
1
1
Π
;
Рассмотрим экспоненциальный закон надёжности, т.е.
(
)
i
i
t
P
t
e
=
λ
;
Тогда
()
c
m
m
q
t
ee
i
n
i
tt
i
i
n
=−
=−
+
+
=
−−
=
1
1
11
1
1
Π
λλ
;
или
()
(
)
c
m
q
t
e
t
=−
+
1
1
0
λ
0
1
λλ
=
=
i
i
n
- интенсивность отказов цепи, состоящей из n элементов.
Вероятность безотказной работы системы.
() ()
(
)
c
c
m
P
t
q
t
e
t
=− =−
+
111
1
0
λ
;
Определим интенсивность отказов системы
()
(
)
()
c
c
c
t
d
q
t
dt
P
t
λ
= ;
()
()
()
d
q
t
dt
m
ee
c
t
m
t
=+
0
0
11
0
λ
λλ
;
                                                              -41-
  Определим количественные характеристики надёжности в случае постоянного включения
резервных цепей.
  Введём обозначения
    Pio ( t ) , i = 1, 2, ……..,n - вероятность безотказной работы элемента Эio ;
    Pij ( t ) , j = 1, 2, ……..,m; i = 1, 2, …….,n - вероятность безотказной работы элемента Эij.
  Запишем вероятность безотказной работы j - ой цепи
                                          n
                              P j ( t ) = Π Pij ( t );    j = 0, 1, ……,m                                  (1.7)
                                         i =1
 Вероятность отказа j - ой цепи
                                                                            n
                                 q j ( t) = 1 − P j ( t) = 1 − Π Pij ( t);                                (1.8)
                                                                        i =1
 Определим вероятность безотказной работы системы
                                                                        [              ]
                                                 m                  m
                                   qc ( t) = Π q j ( t) = Π 1 − P j ( t) .                                 (1.9)
                                                 j= 0           j= 0

 Подставим (1.7) в (1.9). Получим
                                   q c ( t ) = Π ⎡1 − Π Pij ( t ) ⎤.
                                                 m           n

                                                j= 0 ⎢
                                                     ⎣ i =1           ⎥⎦
 Определим вероятность безотказной работы системы
                           Pc ( t ) = 1 − q c ( t ) = 1 − Π ⎡⎢1 − Π Pij ( t ) ⎤⎥.
                                                                m          n

                                                               j= 0 ⎣    i =1  ⎦
 Частный случай: основная и резервные цепи имеют одинаковую надёжность, т.е.
                                               Pij ( t ) = Pi ( t )
 Тогда
                                                                                m+1
                                                                 ⎡      n     ⎤
                      q c ( t ) = Π ⎡1 − Π Pi ( t ) ⎤ = ⎢1− Π P i ( t ) ⎥ ;
                                    m          n

                                   j= 0 ⎢
                                        ⎣ i =1            ⎥⎦
                                                                 ⎣ i =1       ⎦
                                                                                                  m +1
                                                       ⎡ n            ⎤
                       Pc ( t ) = 1 − q c ( t ) = 1 − ⎢1− Π P i ( t ) ⎥                                    ;
                                                       ⎣ i =1         ⎦
 Рассмотрим экспоненциальный закон надёжности, т.е.
                                         P i ( t) = e − λ i t ;
                                                             m +1                           m +1
                                                                      ⎡         n
                                                                                     ⎤
                              q c ( t) = ⎡⎢1− Π e− λ i t⎤⎥
                                              n
 Тогда                                                              = ⎢1− e− ti∑=1λ i⎥                ;
                                          ⎣ i =1         ⎦            ⎣              ⎦

                                                q c ( t) = (1− e− λ 0t)
                                                                                m +1
           или

                  n
          λ 0 = ∑ λ i - интенсивность отказов цепи, состоящей из n элементов.
                 i =1

 Вероятность безотказной работы системы.

                                    Pc ( t) = 1 − q c ( t) = 1 − (1− e− λ 0t)
                                                                                           m +1
                                                                                                  ;

 Определим интенсивность отказов системы
                                               d q c ( t)
                                    λ c ( t) =            P c ( t) ;
                                                 dt
                          d q c ( t)
                                     = λ 0 ( m + 1) e− λ 0t (1− e− λ 0t) ;
                                                                        m

                            dt