Расчет показателей надежности

Расчет надежности состоит из следующих этапов:

1. Определение состава рассчитываемых показателей надежности.

2. Составление (синтез) структурной логической схемы надежности (структуры системы), основанное на анализе функционирования системы, и выбор метода расчета надежности.

3. Составление математической модели, связывающей рассчитываемые показатели системы с показателями надежности элементов.

4. Выполнение расчета, анализ полученных результатов, корректировка расчетной модели.

Разработанная система имеет 2 уровня, датчики и вычислительные модули.

Надежность 2 уровня (датчиков)

Наглядную картину о надежности системы представляет показатель, называемый «Средняя наработка до отказа». Его расчеты и были проведены.

Система трех датчиков: 1 основной и 2 в активном резерве.

(нагруженное резервирование)

Где: – Время наработки на отказ n датчиков,

- среднее время наработки на отказ датчика MMA7455,

n – количество датчиков.

т.к. у нас 3 датчика то:

Т.е. Средняя наработка на отказ возрастает, на 83%

Надежность 1 уровня (вычислительной части)

Рассчитываемые показатели: 1) Вероятность отказа, Вероятность безотказной работы и Средняя наработка на отказ.

Система сложная, т.к. в ней совмещено 2 вида резервирования.

Рис.10 Смешанное резервирование

Данная система модулей разбита на 2 элемента, расcчитаны показатели каждого из них, и после показатели всего уровня.

ВБР:

Нагруженный резерв:

Ненагруженный резерв

Где:

– вероятность отказа микроконтролера Arduino

ВО:

Нагруженный резерв:

Ненагруженный резерв =

МО (математическое ожидание – то же что и среднее время наработки на отказ):

Нагруженный резерв

Где:

– время наработки на отказ системы из n элементов, в резерве которой (n-1) элементов

- время наработки на отказ Arduino pro mini

МО одного элемента в ненагруженном состоянии равно 100% итого:

Среднее время наработки на отказ увеличилось в 2.5 раза, при этом, система всегда в работающем состоянии.

Итоги:

Среднее время наработки на отказ всей системы

- среднее время наработки на отказ разработанной системы

- среднее время наработки на отказ первоначальной системы

- время наработки на отказ датчика MMA7455 (10 000 часов)

- время наработки на отказ Arduino pro mini (8 000 часов)

– увеличение время наработки на отказ

Как мы видим из результатов, время наработки на отказ возросло на 115%.

Заключение Общая оценка работы

В данном проекте реализовано повышение надежности вычислительного модуля для микро спутника, а так же собран тестовый макет системы. Для этого были изучены: язык C, теория надежности, различные протоколы передачи данных. Было написано программное обеспечение в среде AtmelStudio.(универсальность разработанного ПО). Так же проведен сравнительный расчет показателей надежности. ПО сделано в виде библиотек, что делает его универсальным, а так же легко адаптируемым под различные задачи. Программу можно использовать с любым другим микроконтроллер на платформе Arduino. Кроме того, были проведены расчеты показателей надежности.