книги из ГПНТБ / Абраменко Б.С. Сборник задач по теоретическим основам эксплуатации радиотехнических средств
.pdf20
8 .1 0 . В подразделении связи имеется радиорелейная стан ция, состоящая из двух полукомплектов. В данный момент оба полукомплекта неисправны. Расчет одновременно начал ремонт обоих полукомплектов станции. Оппеделить вероятность выполнения ре монта хотя бы одного полукомплекта за время, равное I час,если
время ремонта |
описывается гамма-распределением при |
т = 2 , а |
среднее время |
ремонта одного полукомплекта равно |
б = 0 , 5 час. |
§ 9 . ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
9 .1 . При планировании ремонта аппаратуры на отыскание неисправностей было отведено 3 час. В процессе ремонта было установлено, что вероятность отыскания неисправностей за это время равна Р = 0,865 . Определить фактическое среднее время отыскания неисправностей, если продолжительность отыскания не исправностей распределена по экспоненциальному закону.
9 .2 . Из опыта эксплуатации данного типа аппаратуры извест но, что на отыскание неисправного элемента в среднем затрачи вается 40% времени ремонта. Определить, за какое время можно отыскать неисправный элемент с вероятностью не ниже 0 ,9 5 , если считать, что время отыскания неисправного элемента распределе но по экспоненциальному закону и в среднем равно 6,4 час.
9 .3 . Система состоит из 100 элементов, априорные вероятно сти отказов которых равны
|
9 • |
= |
£. 9 0 ч ас, |
где |
I = |
1 , 2 , 3 . . . , |
|
причем (}0 удовлетворяет условию |
|
|
|
||||
|
|
|
N 4 o < 1 |
• |
|
|
|
Вычислить минимальное математическое ожидание числа про |
|||||||
верок при поэлементном поиске неисправного |
элемента. |
||||||
9 .4 . Априорные вероятности отказов |
элементов |
9 . и сред |
|||||
ние времена их проверки заданы таблицей |
|
|
ь |
||||
№ элемента |
|
1 |
2 |
з |
|
4 |
5 |
Яь |
0,5 |
0,3 |
0,5 |
|
0,21 |
0,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
1 |
4 ю |
7 |
з |
|
|
|
|
21
Определить оптимальную последовательность проверки элемен тов и среднее время отыскания неисправного элемента при поэле ментном поиске с исключением и без исключения последней про верки.
9 .5 . Устройство состоит из 81 последовательно соединенно го каскада. Определить отношение среднего времени отыскания неисправного каскада при использовании раздельно поэлементного и группового метода проверок без контроля последнего каскада
(группы) при следующих условиях: |
|
|
а) |
отказ любого из каскадов равновероятен; |
|
б) |
среднее время проверки любого |
каскада и группы одина |
ковое ; |
|
|
в) |
число групп постоянно и равно |
3. |
9 .6 . Аппаратура состоит из последовательно соединенных элементов. Среднее время проверки любого каскада (группы) оди наковое. Определить оптимальное число групп при групповом мето де отыскания неисправного элемента в случае равновероятного от каза элементов: а) без последней проверки; б) с последней про веркой.
9 .7 . В радиоэлектронном устройстве имеется 16 последова тельно соединенных каскадов. Определить разность средних времен отыскания неисправного каскада при использовании раздельно ме тода групповой проверки с контролен и без контроля последней группы (каскада) при следующих условиях:
а) |
отказ любого каскада равновероятен; |
б) |
среднее время проверки любого каскада (группы) равно |
6минутам;
в) число групп постоянно и равно 2 .
9 .8 . Радиотехническая система состоит из 128 последователь но соединенных блоков. При отыскании неисправности использует ся метод групповой проверки без контроля последнего блока (груп пы). Определить среднее время отыскания неисправного блока при следующих условиях:
а) отказ любого блока равновероятен; б) среднее время1 проверки любого блока (группы) равно
15 минутам;
|
22 |
в) число |
групп постоянно и равно 8 . |
9 .9 . |
Устройство состоит из 6# последовательно соединенны |
каскадов. Определить среднее время отыскания неисправного кас када при использовании группового метода отыскания неисправно сти с контролем последней группы (каскада) при следующих усло виях:
а) отказ любого каскада равновероятен; б) среднее время проверки любого каскада (группы) одина
ково и равно 10 мин; в) число групп постоянно и равно 4 .
|
|
Рис.9.1 |
|
|
9 .1 0 . |
Для схемы рис.9.1 определить число всех |
возможных |
||
проверок |
N |
и число реально осуществимых п . |
|
|
|
|
§ 10. РЕМОНТ ТЕХНИКИ В ВОЙСКАХ |
|
|
Ю Л . |
Имеется три подвижные мастерские ( п = 3) для |
ремон |
||
та 10 образцов аппаратуры ( т = 1 0 ). Время ремонта и время |
на |
|||
работки |
на отказ распределены по экспоненциальным законам. |
Ин |
тенсивность отказов каждого из образцов аппаратуры Л = I образец/месяц. Для вызова мастерской и выполнения ремонта одного образца аппаратуры требуется в среднем 6 дней. Определить ос новные характеристики ремонтного органа: среднее число неисправ
ных образцов нТ , |
коэффициент простоя |
одного |
образца |
£т , |
среднее число свободных от ремонта мастерских |
N , среднее |
|||
число образцов, ожидающих ремонта KQ |
, и коэффициент |
простоя |
||
в ожидании ремонта |
ео . |
|
|
|
23
1 0 .2 . |
Для |
ремонта 10 образцов |
аппаратуры ( т = 10) имеет |
|
ся стационарная |
мастерская с тремя |
технологическими |
потоками |
|
( п - 3 ) . |
Время |
ремонта и время наработки на отказ |
распределе |
ны по экспоненциальным законам. Интенсивность отказов каждого образца аппаратуры равна Л = I образец/месяц. Для ремонта одного образца аппаратуры с учетом доставки в мастерскую и об ратно требуется 15 дней. Определить основные характеристики
ремонтного |
органа: |
, е т , N |
, ес , |
h q , |
£Q . |
1 0 .3 . |
Используя |
результаты |
решения |
задач |
1 0 .I и 1 0 .2 , |
определить, какая мастерская (подвижная, стационарная) обеспе чивает большую боеготовность аппаратуры. Определить также, ка кая из них экономически более выгодна.
|
1 0 .4 . В условиях задачи 1 0 .I |
определить, как изменятся |
||||||
основные характеристики |
ремонтного |
органа, |
если темп |
поступле |
||||
ния |
аппаратуры |
в |
ремонт |
увеличится |
в |
5 р аз. |
Сравнить |
получен |
ные |
результаты |
с |
результатами решения |
задачи 1 0 .I . |
|
1 0 .5 . На передающем центре части находится 6 передатчиков, обслуживаемых одним расчетом. Время наработки на один отказ и время ремонта распределены по экспоненциальным законам. Отказы любого из передатчиков следуют в среднем через одну единицу времени, а среднее время ремонта одного передатчика равно 0,1 единицы времени. Определить среднее число простаивающих пере датчиков нт среднее число передатчиков, находящихся в очере ди « 0 и вероятность того, что все передатчики будут исправ ны PQ , т .е . личный состав расчета не будет занят ремонтом.
1 0 .6 . Части, имеющей на вооружении пять однотипных систем, поставлена задача обеспечить их безотказную работу в течение 1000 час. Время между отказами каждой системы распределено по экспоненциальному закону с интенсивностью Л = 0,0006 1/ч ас. Ремонт систем части может осуществляться как силами стационар ной мастерской с неограниченной пропускной способностью, нахо дящейся на удалении d км от части, так и силами подвижной мас терской, приданной части, причем подвижная мастерская может осуществлять ремонт только одной системы. Время ремонта в обо их случаях имеет экспоненциальное распределение и в среднем равно 10 ч ас. Определить, на каком удалении части от стационар
24
ных мастерских иметь подвижную мастерскую в части нецелесооб разно, если скорость доставки системы в стационарные мастер ские равна 40 км/час, а ремонт каждой системы за 1000 час осу ществляется не более одного р аза. Решить задачу, увеличив Л в 10 р аз.
1 0 .7 . Для ремонта 10 систем выделены две мастерские, каж дая из которых может принять только одну систему. Время нара ботки каждой из систем на один отказ и время ремонта имеют экс поненциальные распределения. Интенсивность отказов любой систе
мы равна |
Л |
= 0,02 I /м е с ., а |
среднее время ремонта равно |
|
8 = 2 мес. |
Определить среднее |
число систем, находящихся в ма |
||
стерских, и вероятность того, |
что |
из 10 систем всегда будут |
||
исправными не менее 8 . |
|
|
||
1 0 .8 . |
Решить задачу IU .7, |
полагая, что число мастерских |
||
равно одной. |
Сравнить результаты |
по числу систем, находящихся |
в мастерских. Достаточно ли иметь для ремонта 10-и систем толь ко одну мастерскую?
1 0 .9 . Ремонтная мастерская со штатом из 3- мастеров обслу живает практически неограниченное число устройств. Среднее число устройств, поступающих в мастерскую каждый день, равно 8.
Среднее время ремонта одного устройства |
одним мастером равно |
0 ,5 рабочего дня. Время между отказами |
устройств и время их |
ремонта имеют экспоненциальное распределение. Определить, бу дет ли мастерская нормально функционировать. Какое количество мастеров должно быть в мастерской, чтобы каждый из них про стаивал не более 0,2 рабочего дня.
10 .10 . Для ремонта 4 однотипных радиостанций сформированы две бригады, каждая из которых способна самостоятельно вести ремонт одной станции и закреплена за двумя станциями. Как изме нится готовность каждой станции, если бригады будут проводить ремонт без закрепления. Распределение времени наработки на один отказ и времени ремонта - экспоненциальное с параметрами Л = = 0,1 i /час и j j . = 0,1 I/час соответственно.
25
|
|
|
§ I I . |
РАСЧЕТ КОМПЛЕКТОВ ЗИП |
|
|
||||
I I . I . |
|
Устройство состоит из |
пяти групп элементов, данные |
|||||||
которых приведены в таблице. Устройство работает 4 часа в сут |
||||||||||
ки. Рассчитать |
среднее |
число заменяемых элементов в течение |
||||||||
5 лет, |
если |
коэффициент |
повторных отказов |
н п = |
1 ,1 , а интен |
|||||
сивность замены |
j j |
в два раза больше интенсивности |
отказов |
|||||||
при работе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Число |
|
|
Интенсивность отказов |
1/час |
|||||
группы |
элементов |
|
при |
работе |
|
при хранении |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
I |
100 |
|
|
0,1 |
Ю-5 |
|
0,02 |
Ю-5 |
||
2 |
|
4U |
|
|
0,25 |
Ю '3 |
|
0,05 |
П Т 5 |
|
3 |
|
10 |
|
|
3 ,0 |
М "5 |
|
0,01 |
И -5 |
|
4 |
100 |
|
|
0 ,4 |
Ю” 5 |
|
0,02 |
Ю-5 |
||
5 |
|
80 |
|
|
0,06 |
И Г 5 |
|
0,01 |
Ю "5 |
|
11.2 . Средняя частота поступления устройств в ремонтный |
||||||||||
орган |
равна |
0,1 |
I /ч ас . |
Каждое из устройств включает в себя |
||||||
N = 100 невосстанавливаемых конденсаторов, |
каждый из которых |
|||||||||
неисправен |
с вероятностью |
q = 0 ,1 . |
Рассчитать необходимый |
|||||||
комплект конденсаторов для нормального функционирования ремонт |
||||||||||
ного органа в течение одного года, если коэффициент запаса эле |
||||||||||
ментов |
равен 2 ,5 . |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 1 .3. |
Определить число |
запасных |
элементов, необходимое |
|||||||
для обеспечения работы ремонтного органа в течение года при |
||||||||||
двухсменной работе, если средний расход элементов составляет |
||||||||||
0,0016 |
I/ч а с , а |
вероятность |
обеспечения ремонтного |
органа эле |
||||||
ментами должна быть |
не |
ниже 0 ,7 5 . |
|
|
|
|
||||
1 1 .4 . |
В составе |
радиотехнической |
системы есть |
элементы |
трех типов, данные для которых приведены в таблице. Определить число запасных элементов, если время работы системы 2000 час, время хранения 7000 час, время регламентных работ 50 час, вре мя подготовки 250 час, число включений и выключений при работе,
подготовке |
и регламентных работах равно соответственно 0,3вкл/час, |
0 ,3 вкл/час |
и I вкл/час. Степень влияния процессов включения и |
26
выключения оценивается временным эквивалентом надежности, рав
ным 1 ,6 . Коэффициент повторных |
отказов |
равен |
1 ,1 , отношение |
||||
>4 |
3 , а коэффициент запаса |
равен 2 ,5 . |
|
|
|
||
-ц5 = |
|
|
|
||||
№ |
Число |
Интенсивность |
он<азов |
( I /час} |
пш |
||
элемен |
работе |
хранении |
подготовке регл.работ. |
||||
п .п . |
тов |
||||||
I |
10 |
7-Ю “ 5 |
7-Ю -5 |
|
3 -П Г 5 |
6 -К Г 5 |
|
2 |
15 |
4 -П Т 5 |
1 -К Г 5 |
|
4-I0-5 |
2 - К Г 5 |
|
3 |
40 |
2- К Г 5 |
2 -I0 "7 |
|
М О -5 |
1 - К Г 5 |
|
|
I I . 5. |
Рассчитать комплект ЗИП, |
минимальный по числу вхо |
дящих в него элементов, при условии, что вероятность нормаль ного функционирования системы должна быть не ниже 0,94 в тече
ние года эксплуатации. Данные элементов |
системы приведены в |
||||||
таблице. |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Ч |
10 |
8 |
50 |
20 |
I |
15 |
30 |
|
2 |
0,1 |
5 |
7 |
0,4 |
3 |
0,5 |
Д Pi. |
I |
<70 |
2 |
2 ,5 |
5 |
СО |
3,3 |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
I I . 6. |
Рассчитать |
комплект |
ъШ1, |
оптимальный |
по стоимости |
входящих в него элементов, обеспечивающий вероятность нормаль ного функционирования системы в течение заданного срока эксплу
атации с вероятностью |
не ниже |
PQ = |
0 ,9 7 . Данные элементов си |
||
стемы представлены в |
таблице |
|
|
|
|
1 |
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
h |
5 |
100 |
50 |
20 |
4 |
_ДхРо |
10 |
0,1 |
I |
СЮ |
1,25 |
F; |
I |
0,1 |
0,001 |
0,01 |
0,005 |
Стане |
|||||
% |
_ 0 ii_ |
10 |
18 |
0 ,5 |
I |
|
|
27 |
I I . 7 . |
Группе, состоящей из 10 элементов, приданы 3 запас |
|
ных элемента в ЗИП. |
Определить вероятность того, что через |
|
1000 час в ЗИП этой группы останется хотя бы один элемент. Ин |
||
тенсивности отказов |
элемента группы при работе и хранении оди |
|
наковы и равны |
I * 10~^ 1/час. |
|
§ |
12. |
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИКИ СВЯЗИ В ВОЙСКАХ |
1 2 .1 . Телефонная станция обслуживает N абонентов, кото рые пользуются телефоном одинаково часто и в течение часа про
изводят п |
разговоров со средней продолжительностью t час. |
||
Найти вероятность одновременного разговора |
ровно |
т абонентов. |
|
1 2 .2 . |
Используя условия задачи I I . I , |
найти |
предельное |
распределение вероятностей одновременного разговора ровно т абонентов, когда их число . При п = 120 найти вероят ность одновременного разговора не более 7 абонентов. При п =60 найти вероятность одновременного разговора не менее 3 и не ме нее 30 абонентов. Принять среднюю продолжительность одного раз говора равной t = 1/40 час.
1 2 .3 . Линия связи соединяет пункт А с десятью абонентами пункта В . Все абоненты одинаково часто и независимо друг от друга пользуются телефоном со средней продолжительностью каж
дого разговора |
t |
= 6 мин в ч ас. |
Найти вероятность |
того, что |
|||||||||||
один из абонентов получит отказ |
(линия занята). |
|
|
|
|
||||||||||
1 2 .4 . |
АТС |
обслуживает |
N |
абонентов, |
каждому из |
которых |
|||||||||
может быть представлена одна из |
I |
линий ( |
I < N |
) , |
если |
она |
|||||||||
свободна. Все абоненты одинаково часто говорят |
по телефону и |
||||||||||||||
в течение часа производят |
п |
разговоров |
средней |
продолжитель |
|||||||||||
ностью |
t |
= 1/40 |
час каждый. Один из |
абонентов |
вызвал АТС. Ка |
||||||||||
кова вероятность |
того, что |
все |
линии |
окажутся |
занятыми? |
|
|||||||||
1 2 .5 . |
Используя условия задачи |
1 1 ,4 , |
найти |
асимптотическую |
|||||||||||
формулу для вероятности потери вызова при возрастающем числе |
|||||||||||||||
абонентов |
|
|
полагая, |
что |
число |
разговоров |
при |
этом |
посто |
||||||
янно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Найти вероятность потери вызова |
при |
п |
= |
120; |
|
|||||||||
Ь = 1/40 |
час; |
t |
= 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 . |
Найти минимальное число |
линий, |
обеспечивающих в |
среднем |
28
П = |
240 |
разговоров в час (при |
t |
= 1 /4 0 ), |
чтобы вероятность |
потери |
вызова не превосходила: а) |
0,005, б) |
0,001. |
||
1 |
2 .6 |
. Линия связи, имеющая 130 |
каналов, |
связывает пункт |
А и пунктом В, где имеется 1000 абонентов, каждый из которых пользуется телефоном в среднем 6 мин в час. Найти вероятность безотказного обслуживания абонентов.
1 2 .7 . Радиостанция ведет передачу информации в течение 10 мксек. Работа ведется в условиях хаотической импульсной по
мехи, среднее число импульсов которой равно 1сА в сек. Для сры ва передачи достаточно попадания одного импульса помехи во время работы станции. Считая, что число импульсов помехи, попа дающих в заданный интервал времени, распределено по закону Пу
ассона, |
найти вероятность |
срыва передачи |
информации. |
1 2 .8 . Дежурный техник |
обслуживает п |
однотипных передат |
|
чиков, |
расположенных на одинаковом и равном а удалении друг |
от друга. Закончив обслуживание одного передатчика, техник пе реходит к тому передатчику, который раньие других потребовал его внимания (необходимость перестройки, отказ и т . п . ) .
|
Определить |
среднее значение |
длины |
I |
перехода техника, |
||
если |
в исходном |
положении |
он находился у |
к |
-го передатчика |
||
( 1 4 |
к < п |
) . |
|
|
|
|
|
|
1 2 .9 . |
Отказы средств |
связи, |
входящих в |
узел связи, проис |
||
ходят случайно и |
независимо друг |
от друга, |
причем число отказав |
ших средств подчиняется закону Пуассона с параметром т ^.причем, 0 < т < 1 ) . Отказавшие средства восстанавливаются одной ремонтной мастерской, личный состав которой может одновремен но восстанавливать только одно отказавшее средство связи. Вре мя восстановления каждого из них равно единице времени.
Если отказывает |
более |
одного средства, то |
образуется |
|
"очередь" из средств ожидающих восстановления. |
|
|
||
1 . Найти производящую функцию Q(t) распределения вероят |
||||
ностей длины очереди |
Ь и с |
ее помощью - вероятность того |
, |
|
что в данный момент времени |
очередь имеет длину, |
равную |
1 = 0 , |
|
1 , 2 , . . . ; |
|
|
|
|
2. Найти математическое |
ожидание длины очереди и среднее |
|||
время ожидания до начала момента восстановления |
Г |
|
29
12 .10 . Напряжение сигнала UQи помехи Un на входе прием ного устройства являются синусоидальными величинами одинаковой частоты с равными и постоянными амплитудами. Разность фаз сиг нала и помехи есть случайная величина, равномерно распределен ная в интервале ( - n , 9i ) .
Найти вероятность того , что амплитуда суммарного напряже ния меньше половины амплитуды сигнала.
1 2 .11. Случайная величина ^ - ошибка измерительного при
бора - |
распределена по нормальному закону с дисперсией, равной |
||
16. Систематическая ошибка прибора отсутствует. |
|||
Найти вероятность того, что в пяти независимых измерениях |
|||
ошибка |
^ : |
|
|
а) |
будет |
меньше модуля величины, равной |
6, не более трех |
р аз; |
|
|
|
б) |
хотя |
бы один раз окажется в интервале |
0,5 - 3 ,5 . |
12 .12 . Ошибка измерений некоторой величины при первом ме тоде измерений равна 2 ^ , где Ц - нормально распределенная случайная величина с математическим ожиданием равным нулю и
6 = 5 ; при втором методе измерений ошибка ^ есть сумма двух независимых нормально распределенных случайных величин 1| = 11+ ,1г» причем математические ожидания этих величин также равны нулю,
а6 .И =• б„II = 5 .
Какой из этих методов следует применить?
12 .13 . |
С помощью контрольного |
приемника, перестраиваемого |
с постоянной |
скоростью в диапазоне |
частот f, —f , производит |
ся обнаружение сигнала передатчика, работающего в этом же диа пазоне частот. Полоса пропускания приемника равна - A f . Пола гая сигнал передатчика импульсным (изображаемым точкой как на
оси |
времени так |
и на |
оси частот) и полагая его появление равно |
||||
возможным в |
любой момент и в любой точке интервала ( f - |
A f , |
|||||
f2 + |
Дf |
) , |
найти вероятность обнаружения сигнала передатчика. |
||||
|
12 .14 . |
Ремонтная бригада обслуживает 12 однотипных уст |
|||||
ройств. |
Вероятность |
отказа каждого устройства за |
время |
t рав |
|||
на 1 |
/3 . Найти вероятность того, что |
|
|
||||
|
а) |
за |
время |
t |
окажут ч устройства, |
|
|
|
б) число отказов будет лежать в пределах от |
3 до 6 |
(вклю |
||||
чая |
границы). |
|
|
|
|