тсиса

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ ИНФОРМАТИКИ

ОЦЕНКА

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Ст. преподаватель				Н. Н. Григорьева
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: Теория систем и системный анализ Исследование структурной надежности сложной технической подсистемы

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №	Z0411		28.01.23		М. В. Карелина
	номер группы		подпись, дата		инициалы, фамилия
Студенческий билет №	2020/3477

Санкт-Петербург

2023

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

Вариант 5.2.

Выполнение работы:

Исходные данные:

– ожидаемый средний налет за один календарный год 𝑡сн = 3000 ч (показатель, обычный для самолетов гражданской авиации);

– ожидаемая средняя наработка на земле за один календарный год = 𝑡з = 25 ч (для самолетов гражданской авиации);

– календарный период, за который производится расчет - один год (𝑡𝜏 = 8760 ч);

– параметр потока отказов подсистемы при работе на земле 𝜆з ≅ 0,33 𝜆оп;

– параметр потока отказов подсистемы при хранении 𝜆хр = 0,01 𝜆оп.

Рисунок 1. Исходные данные

Построим структурную схему расчета надежности исходной системы. (Рис. 2)

Рисунок 2. Структурная схема расчета надежности исходной системы

Рассчитаем основные показатели надежности исходной системы:

- параметр потока отказов системы с учетом структуры надежности СТС и заданных показателей потоков отказов отдельных элементов, 𝜆 = ∑𝜆𝑖 = (41,15 + 6,15 + 10,25 + 1,14 + 4,25) ∗ 10−6 = 62,94 ∗ 10−6 1/час 𝑁 𝑖=1

- среднюю наработку системы на отказ Т, Тср = 1 / ∑ 𝜆𝑖 Т 𝑖=1 = 1 / 62,94 ∗ 10−6 = 15 677,729 час

- среднюю наработку системы на отказ и повреждение Тс ′ , Тс ′ = 𝑡сн + 𝑡з / 𝜆оп ∗ 𝑡сн + 𝜆з ∗ 𝑡з + 𝜆хр ∗ (𝑡𝜏 − 𝑡сн − 𝑡з) = 3000 + 25 / 62,94 ∗ 10−6 ∗ 3000 + 0,33 ∗ 62,94 ∗ 10−6 ∗ 25 + 0,01 ∗ 62,94 ∗ 10−6 ∗ (8760 − 3000 − 25) = 15071,88427 час

- задавая время работы системы t в диапазоне от 5% до 100% времени средней наработки на отказ Т, рассчитать соответствующие значения вероятности безотказной работы системы p(t), построить график. (Рис. 3)

Рисунок 3. График функции p(t)

Рассмотреть два-три варианта резервирования элементов подсистемы, обладающих худшими показателями надежности, рассчитать и построить графики ВБР для предлагаемых схем; обосновать выбор схемы резервирования. При сравнении вариантов резервирования желательно хотя бы приблизительно учитывать финансовые затраты на резервирование

1) Дублирована плата управления

Построена структурная схема расчета надежности системы с дублирующими элементами на рисунке 4:

Рисунок 4. Структурная схема расчета надежности системы с дублированной платой управления

Формула для расчета P: 𝑃(𝑡) = 𝑃пк ∗ 𝑃пэ ∗ 𝑃пп ∗ 𝑃пи ∗ (1 − (1 − 𝑃пу) ∗ (1 − 𝑃пуд)).

После произведения расчёта создадим график графика. (Рис. 5)

Рисунок 5. График функции p(1) при дублировании платы управления

2) Дублирована плата энкодеров Построена структурная схема расчета надежности системы с дублирующими элементами на рисунке 6:

Рисунок 6. Структурная схема расчета надежности системы с дублированной платой энкодера

Формула для расчета P: 𝑃(𝑡) = 𝑃пу ∗ 𝑃пк ∗ 𝑃пп ∗ 𝑃пи ∗ (1 − (1 − 𝑃пэ) ∗ (1 − 𝑃пэд))

После произведения расчёта создадим график графика. (Рис. 7)

Рисунок 7. График функции p(2) при дублировании платы энкордера

Вывод

Дублирование позволяет улучшить показатели системы, что видно на графиках. Для дублирования были выбраны элементы с наихудшими показателями надежности – плата управления и плата питания. Дублирование платы управления сильнее повышает ВБР системы.