Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Михайлов Б.А. Авиационные радиоэлектронные комплексы и их эксплуатация

.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.78 Mб
Скачать

5 ) ~ { с 3 - с ^

= -^■(62-Юе-4-9-Ю 3- 4 0 7 - 3 - 4 0 7 2) =

L

of

=75966646 ;

Ь) ^ \ ( М Г 1)С3 - С ^ Ь - М 3] = ^ - [(407 -1)62 106~4-103-407-9 -

-4073\| =94819143.

3.

Записываем уравнение для 7^

и проводим его анализ

 

£*+ 1,4'Юг Т * -7 ,5 -1 0 7Тп + 9,5-107 = 0 .

Легко видеть, что существует единственное положитель­

ное решение данного уравнения

7П^

которое может быть

определено графически или аналитически.

4.

Вычисляем Tn0pt = 8600

часов.

5.

Определяем оптимальные трудозатраты на профилак­

тику РЭК

 

 

 

MKopt = 8600-9 =76400

чел. часов .

Расчет показывает, что в случае оптимизации по кри­ терию боеготовности приходится увеличить время на профи­ лактику РЖ и, следовательно, при некотором снижении го­ товности, на земле добиться повышения надежности в воздухе

ибоеготовности в целом.

Взаключение параграфа отметим, что при наличии в составе РЖ резервированных элементов порядок расчета системы профилактики не изменяется. Наличие резерва следует учитывать при определении функций Aj(t) элементов РЖ .

2. Принцип построения_систеш_профилактики при использовании профилактического _контроля

В этом случае профилактические работы на отдельных системах РЖ проводятся не через определенное календарное время или время налета летательного аппарата, а исходя из

140

текущего состояния систем, параметры которых подвергаются периодическому профилактическому контролю.

На основании априорной информации о поведении пара­ метров системы и апостериорной информации, полученной в результате профилактического контроля, определяется апос­

териорная вероятность безотказной работы системы

P gS(tK)

до очередного момента профилактического контроля,

иными

словами, через среднее время работы системы tH , именуе­ мое шагом контроля, производится измерение прогнозирующих параметров и делается прогноз поведения системы в течение

последующего шага наработки

(фиг. 2 .9 ).

 

|

I______________ L . . . J ______________ I_______________ I______________ I - -

»-

О

tK

2tx

(in-1)tK

ntK

tH

 

 

Ф и г . 2.9

 

 

Падение

ps

ниже некоторого

 

вероятности Pn

(tH) 4 P0

 

значения

на очередном шаге

контроля

указывает на необходи­

мость проведения профилактики.

В зависимости от критерия, по которому осуществляется оптимизация системы профилактического обслуживания, значе­ ние Р0 , определяющее момент остановки системы для профи­ лактики, будет различным.

Таким образом, построение системы профилактики при использовании профилактического контроля сводится к вы­ бору метода прогнозирования и определению решающего прави­ ла, связывающего Р0 с параметрами системы профилактики. Покажем решение этой задачи на примере системы, обладающей

одним

обобщенным

прогнозирующим

параметром,

монотон­

но

стремящимся

при

эксплуатации

к

границе

допуска.

Это

может

быть, например, коэффициент

усиления радио­

 

приемника,

мощность

излучения передатчика и др. По ме­

ре

наработки

значение

прогнозирующего параметра системы

у

141

изменяется вследствие постепенного отклонения парамет­ ров элементов и режимов их работы от номинальных значений. При этом величина приращения прогнозирующего параметра £п будет характеризовать степень происшедших изменений в ра­

диосистеме. Следовательно, в общем случае, приращения прог­

нозирующего параметра &п

представляют собой

совокупность

зависимых случайных величин. Иными словами,

приращение

прогнозирующего параметра

&п на п -ом шаге

наработки сис­

темы будет

зависеть от того, какое значение

получили

прира­

щения этого

параметра на предыдущих шагах наработки

( I , 2 ,.

. . . , / 7 - 1 ) .

Таким образом,

случайный процесс,

описывающий

поведение прогнозирующего параметра во времени, является достаточно сложным. Его количественная характеристика ока­

зывается не полной, если при

определении P%S(tK)

не учи­

тывается предыстория процесса, т .е .

состояние прогнозирую­

щего параметра во всех предшествующих точках контроля

( I , 2 ,...,/7 - 1 ) . Определение

(tK)

с учетом истории и пред­

ыстории случайного процесса,

характеризующего поведение

прогнозирующего параметра (параметров), составляет

основ­

ную задачу теории статистического прогнозирования состоя­ ния систем.

Статистическое_п£огнозирование_состояния £адаоэлект£онной_систем&_

ps

Отыскание Рп (tK) с учетом всей предыстории процесса требует, как правило, наличия и большей информации относи­ тельно его истории. Накопление последней, при отсутствии автоматизированных систем контроля и регистрации параметров систем, сопряжено с большими трудностями. Алгоритмы опреде­ ления Pn (tK) с учетом всей предыстории случайного процес­ са и реализующие их автоматизированные системы контроля оказываются очень сложными. Поэтому там, где с предысторией процесса связана относительно малая информация о состоянии системы в будущем, в интересах упрощения.прогнозаторов, история и предыстория случайного процесса используются час-

142

тично. В этом случае для количественной характеристики до­ ведения прогнозирующего параметра используется более простой случайный процесс, лишь приближенно описывающий его поведе­ ние во времени. Эффективность прогноза и з-за этого будет в определенной степени снижена.

В ряде случаев с достаточным для практики приближением при количественной характеристике поведения прогнозирующего параметра может быть использован случайный процесс с незави­ симыми приращениями. Это может иметь место, например, когда допуск на прогнозирующий параметр ум мал и изменению прог­ нозирующего параметра в его пределах соответствуют относитель­ но небольшие отклонения режимов элементов системы. В этом случае в первом приближении можно считать приращения в каж­ дой точке контроля независимыми случайными величинами с плотностью вероятности f (d) и функцией распределения вероят­ ности приращений F(&)

F(<?) = Р \_ДУ < d ] ;

функция у (&) определяется в результате обработки ста­ тистических данных о прогнозирующем параметре. Зная у ($ ) , легко определить апостериорные вероятности безотказной ра­ боты для любого шага работы системы (фиг. 2 .1 0 ). Найдем эту

143

вероятность

дня

п -го шага, зная, что на

(п-1) -ом шаге

прогнозирующий параметр получил приращение

&п_ 1 . Послед­

нее стало известно

в результате контроля выходното параметра

в момент времени

tK (n - 1)

 

 

 

 

О

 

 

 

- суммарное

приращение прогнозирующего па­

 

 

раметра за

время наработки

(n -1 )tK .

Чтобы принять решение относительно необходимости про­ филактики после проведения контроля параметра в момент вре­

мени tK (п -1)

, необходимо,

как будет показано далее,

кроме

p £ s

, знать

апостериорную вероятность

безотказной ра­

боты и

на (п+1) шаге, не производя измерения параметра в

точке

п

(оставаясь в точке

п -1 ) . Для определения

ин­

тервал

возможных приращений

прогнозирующего параметра ра­

зобьем

на

к

элементарных отрезков, длительностью Д1

каждый.

Попадание

значения приращения на любой из

этих интервалов

составляет полную группу единственно возможных и несовмест­ ных событий. Примем эти события за' гипотезы h- . Вероятность каждой из этих гипотез может быть определена по известной плотности вероятности f(<?)

отказной работы

системы на (п + 1) шаге работы

при условии,

 

что на п -ом шаге приращение примет значение,

совпадающее

с

элементарным интервалом A h1 .

i

Теперь апостериорную вероятность безотказной работы Рп

можно определить

по формуле полной вероятности

 

144

Заметим, что

те

из слагаемых суммы (2 .5 2 ),

дая

которых

Pn+f (tK / A k)

»

Равны нулю.

Это соответствует событиям-,

когда

приращение

на

 

(п + 1) шаге

получает значение, при ко­

тором

уп >

ум .

Следовательно,

среди

всех возможных

$

представляют

интерес

только те,

при которых

 

 

 

 

 

 

 

 

*( У м - У п ч )

 

 

(2-52)

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по

 

Ум Упч

л?

 

 

 

(2.54)

 

 

* * + < - & № №

& < Ъ / A k ).

 

 

Осуществив предельный переход при Д1-+-0 ,

из

(2.52)

получим интегральное

выражение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ум~Уп-1

 

 

 

 

 

 

 

С

,

=

 

>

 

 

и л »

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

где

0 4 <?„

А ( у м ~ у п _<) .

 

 

 

 

 

Найдем условную вероятность

(£к / $ п )

.

Посколь­

ку рассматривается процесс с независимыми приращениями, то

на основании

(2.50)

 

 

 

 

 

Ум~Уп~^п

 

 

& & / * , ) = ! № * * ■

и - 5 «

 

 

о

 

 

Окончательно для вероятности безотказной работы на

(п + 1) шаге

получаем

 

 

 

 

Ум-Уп-1

Ум

Уп-i ki

 

 

 

J f ( $ ) d t d#n

(2.57)

Произведя интегрирование, окончательно имеем

 

 

p p s =

- L

p p sZ

(2.58)

 

rn+i

2

п

 

10.Изд. /1-4884

145

 

 

Рещаю1дее_П£авило

 

 

 

 

 

Воспользуемся методом штрафа.

Будем полагать,

что

на

профилактику системы, в ходе которой она приводится

в

исход­

ное

состояние, затрачивается среднее время

Тп .

На ремонт сис­

темы при

ее отказе затрачивается среднее время

Трм

 

 

 

 

Трм = Тп +Тш

,

 

 

(2.59)

где

Тш -

потери времени, связанные

с тем,

что в

случае от­

каза системы в воздухе будет сорвано выполнение боевого за­ дания и для ремонта и подготовки к решению новой боевой за­ дачи летательный аппарат требуется вернуть на аэродром.

Время и материальные средства оказываются израсходованными напрасно. При некоторых отказах возникает риск потери экипа­

жа и летательного

аппарата. Все это оправдывает название

данной величины -

"штрафная стоимость" или "штрафное время".

Находясь в точке (n -f) tK ,

оценив выигрыш во

времени

вынужденного

простоя системы

АТ

, если профилактика будет

проведена в

момент времени

n tK

 

 

 

 

= тр » 0 - г % ) - и * - Р > Г ) - Т ’>р? ‘ -Тр»в<

 

(г м )

—~ps

- математическое ожидание времени вынужден­

где Трм(1 -Р п ^ }

 

 

ного простоя на ремонт системы при ее

 

 

отказах

в интервале работы \/itK ,(n+1)tH~\ ;

TpM (i~ P p )

- математическое ожидание времени вынужден­

 

 

ного простоя на ремонт системы при ее

 

 

отказе

в

интервале работы [( n-1)tK , nt^\ ;

Тп -Рп

- математическое

ожидание

времени

простоя

 

 

системы на

профилактике,

если

ее

выпол­

 

 

нять на

п -ом

шаге, то

есть в

момент вре­

 

 

мени

n tK ;

 

 

 

 

Qj

 

- вероятность отказа системы-на первом шаге

 

 

работы.

 

 

 

 

 

 

1 4 6

Учитывая (2 .5 8 ), для среднего выигрыша во времени вы­ нужденного простоя АТ окончательно получаем

w r f ) =

.

(2.6о

Из (2.61) видно, что АТ является функцией апостери­ орной вероятности P ps и при некотором ее значении имеет единственный максимум (фиг. 2 .I I ) .

 

Действительно, Рпps

с ростом п

убывает

от

I до 0.

При PpS= /

выигрыш оказывается равным:

 

 

 

т -

т — Т — - г

-

Тш 2

тш-

JT„ (2.62)

 

 

'ш 2 Рм ш 2 п

 

Если

Тш < тп

то выигрыш АТ

оказывается

отрицательным.

По мере сн и ж ен и я ^0

член ^Трм (PpS) Z

убывает

быстрее, чем

г P ps

и при некотором

Рр

достигает

максимума.

'ш -^п

 

Найдем значение

PpS ,

обеспечивающее

наибольший выиг­

рыш

АТ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

маке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PS АТ — Тш

 

ps

= О

 

(2.63)

 

 

 

ТрмРр

 

 

 

dP„

 

 

Т,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P PS =

 

ш

 

 

 

 

 

 

 

Тп + тш

 

 

 

 

 

 

 

гп

 

 

 

 

 

Момент перехода через максимум фиксируется при выпол­

нении неравенства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ps

 

Гп

 

 

 

(2.64)

 

 

 

1 - Р ,

 

Тп + ТШ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

147

Пусть п

будет такое

наименьшее п

, при котором

 

, - i

f >

Т„

(2.65)

 

 

Тп + Гш

Таким образом, п , при котором выполняется неравенст­ во (2 .6 5 ), определяет оптимальный момент. tK n * остановки системы для профилактики.

Случай_с_переменным штрафом

Пусть значение среднего времени на ремонт системы при ее отказах нарастает по линейному закону

Трм ~

7

^н >

~

(2.66)

Среднее время выигрыша АТ.

к

 

с (2 .6 1 ),

в соответствии

для этого случая,

определится из

выражения

 

 

PSN

,ps

N = V H( i - C < ) - W i - pD - V n

После преобразований получаем

 

TjPSfT Т - т\ — -

ps

 

Испытаем функцию А Т на

 

ps

экстремум по Рп

Дт = (тшгн-тп)-тш^ рпр5= о .

дР,P S

ps

Разрешая (2.69) относительно Рп , имеем

ps _

Тп

Fn

г 7

 

'шсн

(2.61)

( 2. 68)

(2.69)

(2.70)

Выражение (2.70) можно путем вычитания левой и правой частей из единицы представить в виде

1 - p T s =

Тп

(2.71)

- - - . П .

1~Ш

148

Как было показано ранее, решение относительно профилак­ тики принимаем, оценивая апостериорную вероятность P% s , когда последнее измерение выходного параметра системы было произведено в точке (n-1)tK . С учетом этого обстоятельства (2.71) перепишется в следующем виде:

• У-

 

Т,7

(2.72)

 

ТШ(П Ч )

 

 

 

Таким образом, решающее правило для этого случая будет

иметь вид:

 

 

 

1 - Р . ps

>

(2.73)

 

 

Тш(п -1 )

 

§ 2 . 3 . Автоматизация контроля РЭК

л етател ьн ы х

 

аппаратов

 

Автоматическое или

полуавтоматическое определение

степени работоспособности бортовых систем в момент контроля, прогнозирование их поведения в будущем и поиск неисправ­ ностей при их возникновении являются основными задачами ав­ томатизации контроля оборудования летательного аппарата. При этом прогнозирование состояния РЭК может производиться либо с целью более эффективного боевого применения лета­ тельного аппарата, либо в интересах улучшения системы его профилактического обслуживания.

Таким образом, под контролем РЭК понимается установ­ ление соответствия фактического его состояния предъявляе­ мым требованиям с целью принятия решения на его боевое при­ менение или выдачу управляющих воздействий для возвращения параметров системы в пределы допуска.

Система, позволяющая осуществлять контроль без непо­ средственного участия человека (кроме функций ее включения и выключения), называется автоматической системой контроля, а при частичном участии человека - автоматизированной сис­ темой контроля. В настоящее время получают развитие как

149

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ