ТС5

Цель работы: изучение базовых методов расчета показателей безотказности сложной технической системы и повышения ее надежности путем резервирования.

Вариант 4.5.

Устройство управления Устройство управления (УУ) обеспечивает задание и выдачу в сопряженные внешние устройства навигационных параметров:

- значение высоты принятия решения;

- значение опорного давления барометрического высотомера;

- значение заданного путевого угла;

- значение заданного курса. Перечень составных частей УУ и параметры потока отказов для каждой из частей приведены в таблице 1.

Таблица 1

Состав подсистемы УУ и варианты параметров потоков отказов элементов

Составные части УУ	Параметр потока отказов составных частей УУ λ, 10-6 1/час
Плата управления	42,55
Плата клавиатуры	7,16
Плата энкодеров	11,95
Плата подсвета	1,76
Прочие изделия (соединители, кабели и др.)	5,43

Ход работы:

Построение структурной схемы расчёта надежности исходной системы.

Структурная схема расчета надежности исходной системы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1- структурная схема

Расчёт основных показателей надежности системы.

Параметр потока отказов системы с учётом структуры надежности СТС и заданных локальных потоков отдельных элементов вычисляется по следующей формуле:

Для нахождения средней наработки системы на отказ Т необходимо использовать формулу:

Для определения средней наработки системы на отказ и повреждение используется формула:

– ожидаемый средний налет за один календарный год, 3000 ч;

– ожидаемая средняя наработка на земле за один календарный год, 25 ч;

– календарный период, за который произведен расчет, 8760 ч;

– параметр потока отказов подсистемы при работе на земле, ;

– параметр потока отказов подсистемы при хранении, .

Определим среднюю наработку системы на отказ и повреждение:

Задавая время работы системы t в диапазоне от 5% до 100% времени средней наработки на отказ T, рассчитаем соответствующие значения вероятности безотказной работы системы p(t) и построим график. Для этого воспользуемся формулой:

Получилась таблица вероятности (таблицы 2.1 и 2.2).

Таблица 2.1

T	726	1453	2179	2906	3632	4359	5085	5812	6538	7265
P(t)	0.951	0.904	0.860	0.818	0.778	0.740	0.704	0.670	0.637	0.606

Таблица 2.2

T	7991	8718	9444	10171	10897	11624	12350	13077	13799	14530
P(t)	0.576	0.548	0.521	0.496	0.472	0.449	0.427	0.406	0.386	0.367

Рисунок 2 – график для варианта без резервирования.

Ниже представлен первый вариант резервирования. Первый вариант резервирования – резервирование элемента с самым высоким параметром отказов- платы управления.

Рисунок 3 – первый вариант резервирования.

Рассчитаем вероятность:

Таблица 3.1

T	726	1453	2179	2906	3632	4359	5085	5812	6538	7265
P(t)	0.980	0.959	0.936	0.913	0.890	0.866	0.841	0.817	0.792	0.767

Таблица 3.2

T	7991	8718	9444	10171	10897	11624	12350	13077	13799	14530
P(t)	0.734	0.718	0.694	0.670	0.647	0.624	0.601	0.579	0.558	0.537

Рисунок 4 – график для первого варианта резервирования.

Ниже представлен второй вариант резервирования.

В качестве второго варианта можно зарезервировать два элемента. Были взяты плата управления и плата энкодеров, потому что у них одни из самых высоких потоков отказов.

Рисунок 5 – второй вариант резервирования.

Рассчитаем вероятность:

Рассчитаем вероятность безотказной работы системы для второго варианта резервирования:

Таблица 4.1

T	726	1453	2179	2906	3632	4359	5085	5812	6538	7265
P(t)	0.988	0.975	0.960	0.945	0.928	0.910	0.891	0.871	0.851	0.831

Таблица 4.2

T	7991	8718	9444	10171	10897	11624	12350	13077	13799	14530
P(t)	0.810	0.789	0.768	0.747	0.726	0.705	0.684	0.663	0.643	0.622

Рисунок 6 – график для второго варианта резервирования.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были изучены способы расчета показателей безотказности сложной технической системы и методы повышения надежности с помощью резервирования. Для улучшения системы лучше всего способствует резервирование наибольшего количества элементов.