3.5 Функціональні моделі

Функціональна модель являє собою сукупність функціональних елементів, кожний із який має велику кількість входів і один вихід. Функціональні моделі дуже широко використовуються в завданнях контролю і діагностики. Вони мають порівняно високу універсальність і в той же час достатню абстрактність. Крім того, вони дозволяють легко одержувати інші види моделей, наприклад, граф-моделі і їхні аналоги.

Одна з найважливіших різновидів функціональної моделі є так звана таблиця станів або таблиця несправностей.

Об'єкт, що складається з п функціональних елементів, може знаходиться в працездатному J₀ стані та непрацездатному J_і стані, викликаному відмовою будь-якого і-го елемента або одночасно декількох. Загальна кількість станів J_і:

.

Таким чином, уже для нескладних об’єктів розпізнавання всіх їхніх станів неможливе. Тому необхідні економічні тести, що дозволяють за допомогою порівняно невеликої кількості перевірок визначити місце і характер несправностей. Стан елементів об’єкта визначається шляхом виконання деякої послідовності перевірок, за яких можлива подача спеціальних стимулюючих впливів на входи об’єкта в цілому чи його конкретних функціональних елементів. Сукупність перевірок, достатня для виявлення заздалегідь заданих помітних станів об'єкта, називається діагностичним тестом.

Оскільки технічна діагностика має дві основні задачі (контроль працездатності та пошук несправностей), то розрізняють тести для перевірки працездатності та тести для локалізації несправностей. Останні засновані на двох методах: комбінаційному й послідовному.

При використані першого методу стан об’єкта визначається шляхом виконання заданої кількості перевірок, порядок здійснення яких довільний. Перевірки за другим методом виконуються в деякій послідовності. Результат кожної перевірки аналізується безпосередньо після його одержання і, якщо стан об'єкта ще не визначено, то перевірки виконуються одна за одною. Порядок виконання перевірок може бути суворо фіксованим чи не залежати від результатів попередніх перевірок. Тому програми, що реалізують другий метод діагностики, поділяються на умовні (кожна наступна перевірка призначається залежно від попередньої) та безумовні (перевірка виконується в деякому заздалегідь фіксованому порядку).

4 Завдання щодо виконання розрахункової роботи Завдання № 1

Згідно з наведеною електричною принциповою схемою (рис. 4.1), відповідно до номера завдання (табл. 4.3) заповнити табл. 4.2 та розрахувати час напрацювання на відмову і ймовірність безвідмовної роботи. Варіант обирають за номером у журналі.

Рисунок 4.1 – Схема електрична принципова блока керування

Вихідні дані:

• температура середовища: Т_ср = 60 ^оС

• коефіцієнт навантаження: К_н=1 – для резисторів, 0,8 – для діодів, транзисторів, 1 – для інших.

Розрахувати час напрацювання на відмову і ймовірність безвідмовної роботи протягом 1000 годин і 10000 годин.

Таблиця 4.1 – Вихідні дані для розрахунку

Наймен.	Познач.	Тип	N, шт.
1	2	3	4
Резистори	R1R6, R9, R11	МЛТ 0,25	8
	R7	СП5 14	1
	R8,R10	МЛТ 0,5	2
Діоди	Д1Д3	Д223 Б	3
Стабілітрон	Д4, Д5	Д814 М	2
Транзистори	Т1	2Т312 В	1
	Т2	1Т308 В	1
	Т3	2Т312 В	1
Інтегральна мікросхема	У	1ЛБ331	1

Хід розрахунку

N – кількість елементів, поєднують у групи однотипних елементів.

Параметри _об. – інтенсивність відмов елементів, вибирається з таблиць А1–А8. Для діодів та транзисторів обираємо середнє значення інтенсивності відмов. Діоди – германієві (початкові значіння). Стабілітрони – германієві. Т1, Т3 – малопотужні з максимальною потужністю < 150 Вт, Т2 – германієвий. Інтегральна схема – гібридна.

Параметр а_i – поправковий коефіцієнт, згідно з заданими коефіцієнтам навантаження та температури вибирається за таблиць А10–А15.

Для стабілітронів а_i вибирається як для діодів.

₁=_oб.а_i – інтенсивність відмов з урахуванням поправкових коефіцієнтів;

=(_iN_i) – сумарна інтенсивність відмов всіх елементів.

Вибрані та розрахункові параметрі заносяться до таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 – Дані для розрахунку часу напрацювання на відмову і ймовірності безвідмовної роботи

Наймен.	Познач.	Тип	N, шт.	об.10-6, 1/год.	аi	110-6, 1/год.	10-6, 1/год.
1	2	3	4	5	6	7	8
Резистори	R1R6, R9, R11	МЛТ 0,25	8	-	-	-	-
	R7	СП5 14	1	-	-	-	-
	R8,R10	МЛТ 0,5	2	-	-	-	-
Діоди	Д1Д3	Д223 Б	3	-	-	-	-
Стабілітрон	Д4, Д5	Д814 М	2	-	-	-	-
Транзистори	Т1	2Т312 В	1	-	-	-	-
	Т2	1Т308 В	1	-	-	-	-
	Т3	2Т312 В	1	-	-	-	-
Інтегральна мікросхема	У	1ЛБ331	1	-	-	-	-

Визначаємо час напрацювання на відмову Т та ймовірність безвідмовної роботи Р(t):

Т=1/ – час напрацювання на відмову;

Р(t)=e ^{- t} – ймовірність безвідмовної роботи.

Таблиця 4.3 – Варіанти завдань для задачі 1

№ вар.	Позначення
1	2
1	R1-R6 – МЛТ 0.5, Д 3 – кремнієвий, Т1, Т3 – малопотужні з максимальною потужністю < 1 Вт
2	R8, R10 – МЛТ 0.25, Д1 – кремнієвий, Т 2 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
3	R1-R6, R9, R11 – МЛТ 1, Д 4 – кремнієвий, Т2 – малопотужні з максимальною потужністю < 150 Вт
4	R7 – СПО2, Д1 – кремнієвий, Д5 – кремнієвий

Продовження табл. 4.3

5	R8, R10 – ВР 0.25, R7 – ВС5, Т3 – з максимальною потужністю 2 мВт.
6	R8, R10 – СПО 0.25, R3, R5 – МЛТ 2, Д4 – кремнієвий
7	R1-R6, R9, R11 – ТВО 0.5, R8 – МОУ 0.5, Т3 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
8	R8, R10 – ТВО 1, Т2 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
9	R1-R6, R9, R11 – СП 0.25, R8 – ВС2, Т1 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
10	R8, R10 – ВР 1, R1- R3 – БЛП 0.5, Т3 – з максимальною потужністю < 150 Вт
11	R1-R6, R9, R11 – ТВО 2, R8 – СПО 2, Д 2 – кремнієвий
12	R1-R6, R9, R11 – МЛТ 2, R8 – СПО 1, Т2 – з максимальною потужністю < 150 Вт
13	R8, R10 – ВР 0.5, R1-R6 – ТВО 5, Д 1 – кремнієвий
14	R1-R6, R9, R11 – СПО 0.5, R10 – СПО 2, Д 3, Д2 – кремнієвий
15	R8, R10 – СП 0.5, R1-R4 – СПО 0.25, Т3 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
16	R8, R10 – СП 0.5, R1-R4 – СПО 0.25, Т2 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
17	R8, R10 – БЛП 0.5, R1-R3 – ВС 1, Т1 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
18	R1-R4, R9 – МЛТ 0.25, R8 – СП 2, Д5 – кремнієвий
19	R5, R11 – ТВО 2, R10 – МОУ 0.5, Т2 – з максимальною потужністю 2 мВт.
20	R4, R11 – МУН 0.25, Д3 – кремнієвий, Т 3 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
21	R5, R8 – БЛП 1, Д2 – кремнієвий, Т 1 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
22	R2, R7 – УНУ 1, R3, R5 – МЛТ 1, Д4, Д5 – кремнієвий
23	R3, R10 – СПО 0.25, R11 – СП 2, Д 1, Д4 – кремнієвий
24	R4, R10 – БЛП 0.5, R11 – СПО 0.5, Т2 – малопотужні з максимальною потужністю < 4 Вт
25	R1, R8 – МОУ 1, R7 – УЛИ 1, Д2, Д5 – кремнієвий

Примітка. Елементи які не змінились, обираються згідно таблиці 4.1