Решение задач по курсу "Прикладная теория надежности". Липатов И.Н. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

Pt e
t
0
0
()=
λ
. (7.3)
Определим среднее время безотказной работы системы. Имеем
mPtdt
hi
tc c
i
lh
==
+
=
()
11
0
0
0
λ
. (7.4)
Решение типовых задач.
Задача 7.1.
Система электроснабжения блока ЭВМ состоит из четырех генераторов,
номинальная мощность каждого из которых 18 квт. Безаварийная работа блока еще возмож-
на, если система электроснабжения может обеспечивать потребителя мощностью 30 квт.
Необходимо определить вероятность безотказной работы системы энергоснабжения в тече-
ние времени
t
=
600 час, среднее время безотказной работы m
tc
, частоту отказов f
c
(t), интен-
сивность отказов
λ
с
(t) системы энергоснабжения, если интенсивность отказов каждого из
генераторов
λ
=
0,5
10
-3
1/час.
Решение.
Мощности двух генераторов достаточно для питания блока ЭЦВМ, так как
их суммарная мощность составляет 36 квт. Это означает, что отказ системы электроснабже-
ния еще не наступит, если откажут один или два любых генератора, т.е. имеет место случай
резервирования с дробной кратностью
m
=
2/2 при общем числе устройств, равном 4. На
основании формулы (7.2) имеем
Pt CP t CP t
c
ii j
i
jj
j
i
i
() () ( ) ()=−=
==
40
4
0
00
2
1
[
]
=++CP tCP t CP t CP t CP t
4
0
0
4
0
0
0
0
4
1
0
3
1
0
0
0
1
1
0
1
() () () () ()
[
]
+⋅ +CP t CP t CP t CP t
4
2
0
2
2
0
0
0
2
1
0
1
2
2
0
2
() () () ().
Так как
C
4
0
=1; C
0
0
=1; C
4
1
=4; C
1
0
=1; C
1
1
=1; C
4
2
=6; C
2
0
=1; C
2
1
=2; C
2
2
=1,
то
P
c
(t)=6P
0
2
(t)- 8P
0
3
(t)+ 3P
0
4
(t).
Так как P
0
(t)=exp(-
λ
t), то
P
c
(t)=6e
- 2
λ
t
- 8e
- 3
λ
t
+3e
-4
λ
t
.
Для данных нашей задачи
λ
t = 0,09. Тогда
P
c
(600)=0,997.
Среднее время безотказной работы на основании формулы (7.4) будет
m
i
tc
i
=
+
=≈
=
11
2
13
12
7220
0
2
λλ
час .
Определим частоту отказов
f
c
(t). Имеем
                                                               P0 ( t ) = e − λ 0 t .                                      (7.3)
Определим среднее время безотказной работы системы. Имеем
                                 ∞                                                       l−h
                                                                            1                           1
                m   tc     =     ∫   Pc ( t ) d t =
                                                                         λ
                                                                                         ∑
                                                                                         i=0          h + i
                                                                                                            .              (7.4)
                                 0                                              0

                                                    Решение типовых задач.

      Задача 7.1. Система электроснабжения блока ЭВМ состоит из четырех генераторов,
номинальная мощность каждого из которых 18 квт. Безаварийная работа блока еще возмож-
на, если система электроснабжения может обеспечивать потребителя мощностью 30 квт.
Необходимо определить вероятность безотказной работы системы энергоснабжения в тече-
ние времени t = 600 час, среднее время безотказной работы mtc, частоту отказов fc(t), интен-
сивность отказов λс(t) системы энергоснабжения, если интенсивность отказов каждого из
генераторов λ = 0,5 ⋅ 10-3 1/час.
      Решение. Мощности двух генераторов достаточно для питания блока ЭЦВМ, так как
их суммарная мощность составляет 36 квт. Это означает, что отказ системы электроснабже-
ния еще не наступит, если откажут один или два любых генератора, т.е. имеет место случай
резервирования с дробной кратностью m = 2/2 при общем числе устройств, равном 4. На
основании формулы (7.2) имеем
                                                         2                           i
                                     Pc (t ) = ∑ C P            i
                                                                4   0
                                                                     4 −i
                                                                            (t ) ∑ ( −1) j Ci j P0 j (t ) =
                                                        i =0                        j =0

                                                                                             [
                         = C40 P04 (t )C00 P00 (t ) + C41 P03 (t ) ⋅ C10 P00 (t ) − C11 P01 (t ) +                     ]
                                      4       0
                                               2
                                                          [
                                 +C P (t ) ⋅ C P (t ) − C P (t ) + C P (t ) .
                                      2                        0
                                                               2    0
                                                                     0                   1
                                                                                         2       0
                                                                                                  1       2
                                                                                                          2   0
                                                                                                               2
                                                                                                                   ]
Так как

              C40=1; C00=1; C41=4; C10=1; C11=1; C42=6; C20=1; C21=2; C22=1,

то

                                              Pc(t)=6P02(t)- 8P03(t)+ 3P04(t).

Так как P0(t)=exp(- λt), то

                                                   Pc(t)=6e - 2λt- 8e - 3λt+3e -4λt.

Для данных нашей задачи λt = 0,09. Тогда

                                                               Pc(600)=0,997.

Среднее время безотказной работы на основании формулы (7.4) будет

                                                    2
                                          1                      1      13
                     m      tc   =
                                       λ
                                                   ∑
                                                   i= 0        2 + i
                                                                     =
                                                                       12λ
                                                                           ≈ 7 2 2 0 час .


Определим частоту отказов fc(t). Имеем