27. Адаптивные системы голосования, выбор весовых коэффициентов.

В таких схемах осуществляется адаптация к информации от наиболее надежного или достоверного канала или объекта путем присвоения его информации большего веса. Схема содержит m функционально одинаковых объектов (или кана­лов). Сигнал в каждом канале умножается на некоторый весовой коэффици­ент , а затем взвешенные сигналы суммируются.

Больший вес присваивается каналу, в котором имеет место наименьшее ис­кажение сигналов, а эксперту 1 с большим авторитетом. Увеличивая весовые ко­эффициенты w_m в более достоверном или надежном, канале можно обеспечить большую вероятность появления правильного сигнала по сравнению с мажори­тарной схемой.

Сумма взвешенных сигналов поступает на вход порогового элемен­та, который определяет её знак. Для устранения неопределенности в голо­совании можно ввести начальный вес w₀:

В такой схеме наиболее удобно суммировать дискретные сигналы, принимающие значения ± 1.

В этом случае для схемы голосования можно записать

В случае аналоговых сигналов релейный элемент не нужен. Тогда на выходе сумматоров

Весовой коэффициент для m-то канала (объекта) можно вычислить, задавшись или зная вероятности ошибочного приема информации q_m (или неправильного выполнения операции), а также вероятности безошибочно­го приема информации Р_m (или правильного выполнения операции). То­гда весовой коэффициент для т-го канала можно принять равным , если .

Однако при таком выборе все W_m будут неотрицательными, и веса малонадежных каналов (объектов) будут добавляться к высоконадежным. К тому же при , что также неудобно для расчетов.

Целесообразно, чтобы в случае высоконадежного канала, когда P_m/q_m>1 малонадежного канала, когда P_m/q_m<1, весовые коэффициенты были разных знаков и зависимость W_m(q_m) была линейной.

Такой расчет является априорным и корректируется по результатам первых циклов работы или по мере поступления информации о достовер­ности каждого канала. Таким образом, при адаптивной схеме голосования отпадает необходимость в точных начальных вероятностных расчетах и нечетном количестве объектов (каналов).

28. Методы защиты элементов от обрывов и коротких замыканий, Оценка эффективности защиты.

В процессе работы электроэлементов их отказы проявляются виде обрывов и коротких замыканий (КЗ). КЗ проявляются в полупроводниковых приборах как теплоэлектрический пробой. Для уменьшения вероятности обрыва целесообразно параллельное включение двух или более элементов по способу нагруженного резерва. Для уменьшения вероятности КЗ аналогичные элементы целесооб­разно включать последовательно. На рисунке показано параллель­ное соединение диодов. Обрыв в таком соединении будет иметь ме­сто при обрыве в обоих диодах.

Если обозначить через Q₀ вероятность обрыва в элементе, то вероятность об­рыва дублированного соединения будет Q_d0=Q₀² вероятность отсутствия обрыва в дублированном соединении - соответственно Р_d0 = 1-Q₀². Однако вероятность появления КЗ в таком соединении возрастет, так как оно будет иметь место при КЗ хотя бы в одном диоде. Поэтому структурная схема для расчета надежности дублированного соединения элементов будет иметь вид, представленный на рисунке: в отношении КЗ элементы представляются по­следовательным соединением.

Вероятность безот­казной работы параллельного соединения диодов: , где P₀(t) - вероят­ность отсутствия обрыва, P_K(t) - вероятность отсутствия КЗ.

Для защиты от КЗ используется последовательное соединение дио­дов, как показано на рис.3.8.2а. Короткое замыкание будет иметь место в случае пробоя обоих диодов, а обрыв - в случае обрыва хотя бы одного диода. Поэтому структурная схема для расчета надежности будет иметь вид, представленный на рис.3.8.2б, где в отношении обрыва элементы структурно соединены последовательно, а в отношении КЗ - параллельно.

Вероятность безотказной работы последовательного соединения элементов согласно структурной схеме: .

Для уменьшения вероятности появления обрывов и КЗ элементы следует соединять комбинированно: и последовательно, и параллельно, как показано на рис.3.8.3 и рис.3.8.4.

Вероятность безотказной работы последовательно-параллельного со­единения согласно структурной схеме для ненагруженного резерва:

Вероятность безотказной работы параллельно-последовательного соеди­нения:

Последнее выражение при равных числовых значениях и боль­ше, чем первое. Поэтому параллельно-последовательное соединение, соот­ветствующее схеме раздельного резервирования, выгоднее.

В случае резервирования элемента при кратности т схема для рас­чета надежности параллельного соединения, а также последовательного представлены соответственно на рис.3.8.5 а и б.

Выражения для вероятностей безотказной работы:

Второй сомножитель в этих выражениях с ростом m стремится к единице, а первый убывает. Поэтому максимальная надежность обеспечится при определенных соотношениях между и .