Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Диагностика радиоэлектронных систем. Лабораторный практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

Рис. 4.2. Пример моделирования разрывов

5. Провести моделирование замыкания цепи, замеряя при этом

изменение значения напряжения и тока на элементах цепи и осциллограммы – пример показан на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Пример моделирования замыкания эмиттера на базу транзистора 1

(применяем резистор с 1 Ом)

6. Заполнить таблицу характеристик (табл. 4.1).

Элемент схемы

Т1э

Т1б

Т1к

Значения характеристики

I U I U I U I U I U Без повреждений

С обрывами цепи

С замыканиями цепи

Элемент схемы

Значения характеристики

I U I U I U I U I

Без повреждений

С обрывами цепи

С замыканиями цепи

Таблица 4.1

6. Содержание отчета

В отчет в обязательном порядке в приведенной ниже последова-

тельности включаются следующие элементы:

 Титульный лист (название вуза; название, номер лабораторной

работы; ФИО выполнивших лабораторную работу студентов, город выполнения, год выполнения).

 Цель работы.  1. Рисунок схемы.  2. Таблица, содержащая значения напряжений и токов.  Заключение (вывод по лабораторной работе. Основывается на

выполненных в лабораторной работе заданиях, расчетах, таблицах, построенных в ней графиках, полученных знаниях).

Лабораторная работа № 5

НАДЕЖНОСТЬ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

И СИСТЕМ. ПАРАМЕТРЫ НАДЕЖНОСТИ

1. Цель работы

При помощи системы компьютерной алгебры MAXIMA провести

расчет заданных преподавателем вариантов характеристик параметров надежности РЭС.

2. Литература

1. Байлов, В.В. Диагностика и обслуживание радиоэлектронных систем бытового назначения: учеб. пособие / В.В. Байлов, В.С. Плаксиенко. Ч. 1. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. – 64 с.

2. Байлов, В.В. Диагностика и обслуживание радиоэлектронных систем бытового назначения: учеб. пособие / В.В. Байлов, В.С. Плаксиенко. Ч. 2. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. – 104 с.

3. Левин, Б.Р. Теория надежности радиотехнических систем: учеб. пособие / Б.Р. Левин. – М.: Изд-во «Советское радио», 1978. – 264 с.

4. Давыдов, П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем / П.С. Давыдов. – М.: Изд-во «Радио и связь», 1988. – 256 с.

3. Контрольные вопросы

1. Показатели диагностирования РЭС.

2. Аналитический и графоаналитический расчет показателей ди- агностирования РЭС.

3. Достоверность диагностирования и ее расчет.

4. Периодичность диагностирования радиоэлектронных систем.

5. Основные характеристики средств технической диагностики и контроля радиоэлектронных систем.

6. Измерительные приборы общего применения для диагностики РЭС.

4. Содержание работы

В РЭС при эксплуатации существуют две номенклатуры процес-

сов: первая – деградационные (энтропийное положение с точки зрения

безотказности) и стабилизирующие процессы, направленные на про-

   

exp( )

бр

P t t dt







тиводействие развитию энтропии, поддерживающие работоспособное состояние устройства или системы в целом в определенных пределах или улучшающие его состояние (восстанавливающие), являющимися контрмерами против деградационного состояния. Ко второй общности процессов относятся такие, как автоматизированная настройка и управление состоянием РЭС при функциональной работе (к примеру, автоматическая регулировка усиления – АРУ, автоподстройка частоты – АПЧ и др.), а также подстройки, регулировки, замены на этапах технического обслуживания и ремонта (если отказ состоялся).

Переход изделия РЭС между состояниями – процесс, который

описывается вероятностью, случайными закономерностями. Вероятности нахождения устройства в определенных состояниях связаны с параметрами, которые выражают подверженность РЭС влиянию процессов энтропии и противодействие его в части парирования этих воздействий.

В общем случае эти характеристики отображаются показателями надежности – свойствами устройства удерживать со временем в определенных границах значения всех характеристик, отображающих возможность выполнять необходимые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – это сложная характеристика, которая с позиции назначения устройства и места его применения состоит из совокупности свойств: безотказности, долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности.

Безотказность – свойство устройства поддерживать работоспособность в период определенной наработки. Безотказность не отображает качество РЭС, но когда устройство не обладает требуемой безотказностью, совокупность параметров функционального использования не реализуется, и система утрачивает свое предназначение.

Событие, отображаемое в прекращении работоспособного состояния устройства, называется отказом этого устройства.

Общим математическим выражением, отображающим безотказность, является вероятность безотказной работы:

, (5.1)

где Т – временной интервал наблюдения;

 



 

t dt



 

бр

б р б р

dt P t P t





 

.1бр

q P t

 

t const





   

exp

бр

P T T





 

dP t

T tf t dt P t dt





   

 



0...T

   

ср

T T P t P t e



  





     

0 0 0

2D t T f t dt tP t dt T



   



 





зов – плотность распределения времени безотказной работы в момент времени t при условии, что до этого момента отказа не было.

Элемент условной вероятности происхождения отказа устройства или РЭС на эталонном приращении

времени dt, если до этой точки во времени изделие не отказывало:

– интенсивность отка-

показывает вероятность

, (5.2)

где

Выражение для сти и диагностики РЭС. Она показывает, что величина

щением по времени уменьшается по определенному закону. Формула наглядно отображает явление энтропии, т.е. падение безотказности со временем в предположении, что в устройстве однажды произойдет

отказ. Вероятность возникновения отказа

и носит название экспоненциального закона надежности. Среднее время безотказной работы РЭС:

– плотность распределения времени безотказной работы.

является основной формулой в теории надежно-

, формула выглядит следующим образом:

(5.3)

. (5.4)

Среднее время безотказной работы в приращении времени

. (5.5)

Дисперсия времени безотказной работы:

с прира-

. Когда

Среднее квадратическое отклонение:

. (5.6)

. (5.7)

Для времени

.и.ф

 

. . .и.б р ф

 

'' 2

0, 0

exp 2 , 0

c t T t





 







  









T

 

1/ 2c





...tt

   

 

'' 2

1 2 0

, exp 2

q t t f t dt t T dt







    







2 0 1 0

t T t T

ФФ





   



       





 



при использовании устройства с вероятностью

она подчиняется экспоненциальному закону надежности.

После долговременного функционирования для невосстанавливаемых устройств возникает момент износа. Распределение времени безотказной работы до возникновения износового отказа в большинстве практических ситуаций хорошо описывается законом Гаусса.

Функция плотности распределения вероятности по закону Гаусса:

(5.8)

при

Безусловная вероятность отказа устройства на приращении времени

, (5.9)

– интеграл вероятности, значения которого табулированы.

Большинство устройств и РЭС принадлежит к разряду восстанавливаемых устройств и систем. Восстановление производят или заменой отказавшего элемента, или путем его ремонта.

Процесс возникновения отказа, как показано выше, по своему физическому существу есть процесс перехода из рабочего состояния в нерабочее состояние.

Также идентичным образом можно представить процесс восстановления системы как процесс перехода из нерабочего положения в рабочее, который отображается идентичными по смыслу параметрами.

 

– плотность распределения времени до момента восстанов-

 





   

1 exp

P t t dt







  

 





 

t const





 

в в в

t P t dt









 

   

1kk

t q t









     

1 2 2 1

,t t t t  

   

t t t dt







   

1kk

t f t









   

f t dq t dt

ления показывается интенсивностью восстановления – временем восстановления

Отсюда вероятность восстановления рабочего состояния:

и другими параметрами.

, средним

, (5.10)

а при

Среднее время восстановления при экспоненциальном законе распределения:

. (5.11)

В положении универсальной характеристики восстанавливаемого устройства может выступать функция восстановления

показывающая среднее число отказов, происходящих до точки во времени t:

. (5.12)

Если  известна, то среднее количество отказов на приращении во времени от

до

, (5.13)

а на малом периоде t количество отказов отображается значением, которое называется «параметр потока отказов» (5.14):

; (5.14)

; (5.15)

. (5.16)

Параметр потока отказов

 



 

t

 

       

t f t t f t - x dx







       

t q t t f t - x dx   



 

lim 1/







 



t

 

 

, exp

q K t t





можно отобразить через показанные выше известные характеристики

за изделий РЭС:

Данные уравнения решаются численными методами при интегрировании. На также практике выполняется отношение

невосстанавливаемых или работающих до первого отка-

и функцию восстановления

; (5.17)

. (5.18)

. (5.19)

Это свойство функции мени процесс отказов и восстановлений перетекает в стационарный и

среднее число отказов не зависит от предшествующей эксплуатации.

Если период безотказной работы устройства описывается экспоненциальным законом, то поток отказов восстанавливаемого РЭС является простым, имеющим свойства стационарности, ординарности и характеризуется отсутствием последействий. Условие ординарности – вероятность появления двух и более отказов на приращении времени

, которая относительно невелика при сравнении с q – вероятно-

стью возникновения одиночного отказа. Потоком без последействия называется поток, у которого вероятность возникновения отказов в конкретном временном периоде не зависит от количества и характера отказов, происходящих до данного временного периода.

Для простого потока отказов вероятность возникновения K отказов на интервале t отражается выражением Пуассона:

РЭС и устройства обычно строятся из совокупности элементов, каждый из которых характеризуется высокой степенью сопротивляемости к отказам. Поток отказов данной системы состоит из суммарного числа эпизодических потоков отказов данных элементов. В данном случае период работы без отказа каждого элемента характеризуется

показывает, что с приращением вре-

. (5.20)

экспоненциальной функцией распределения вероятности, при этом







 

log 1 /

I FT P N

   

ср

T P t dt T P  



 

exp /P T T

   

1 0 2

1 log 1 /

I FT P P N  

 

2 1 0 2

1 logI I I T T P Q     





Q P N

log

I FT Q

   

2 2 2 2 2

log log log /

ээ

I I I FT Q Q FT Q Q     

поток отказов совокупной системы всего устройства представляет собой сумму простейших потоков, следовательно, является простым и

представляет суммарную интенсивность

. Тем не менее не-

обходимо, чтобы выполнялось условие, согласно которому доля для одиночного элемента из последовательности в формировании общего потока отказов мала.

Заметим также, что характеристики безотказной работы связаны с ПФИ и ТП (параметрами функционального использования и техническими параметрами), и данная связь скрепляется с информационными параметрами и их описаниями.

Совокупное содержание информации, получаемое от радиоэлектронной системы или устройства:

. (5.21)

Среднестатистический период безотказной отработки устройства в приращении поступления информации:

, (5.22)

где

Таким образом, в устройстве, склонном к отказам:

(5.23)

и количество утечки информации составляет переменную

, (5.24)

где

– величина, тривиально взаимодействующая с соот-

ношением сигнал/шум.

Сокращение информационного объема в формуле выше можно сократить приростом соотношения сигнал/шум

, (5.25)

также

. (5.26)

Уравнивая характеристики информационных потерь

II  

   

0 2 2

1 log log /

F T T P Q FT Q Q  





   

2 0 2 0 2

log log 1 1 log

T Q T P T P Q   

 

2 0 2

log 1 log /

Q T P Q T





 







 

. . . .min

п о л т прм k прм

Q f P P P N T F  

.minпрм

получаем формулы, отражающие необходимые связи (5.27)–(5.30):

; (5.27)

; (5.28)

; (5.29)

. (5.30)

В итоге конечная величина (5.32)

, (5.31)

где

– чувствительность приемника радиоэлектронного устрой-

ства, отражающая дистанцию работы РЭС.

Кроме отраженных в данном пособии характеристик безотказности и восстанавливаемости (ремонтопригодности), надежность может быть показана еще двумя характеристиками – долговечностью и сохраняемостью.

Характеристики долговечности – ресурс работы устройства без поломок и срок службы. Заметим, что в терминологии характеристик долговечности отображается, какой вид деятельности должен предприниматься после возникновения определенного конечного состояния. К примеру, указанный ресурс работы устройства до капитальной починки – совокупная наработка изделия, в конце которой его работа по назначению должна завершиться и устройство или РЭС отправляется на ремонт.

Также совокупный обозначенный период работы – это календарная продолжительность работы устройства, в конце которого использование объекта по применению должно прекращаться.

5. Методические указания к работе

1. Провести расчет характеристик, указанных в теоретической части для своих 4-х вариантов в программе Maxima, для этого взять варианты у преподавателя (табл. 5.1).

<<< < Предыдущая 1 23 / 73 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]