Файл: Дружинин Г.В. Надежность электрических схем авиационных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 145

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Сохранность элемента,, в соответствии с определением, будет

5 = { + Ф ( 4

(1.36)

Задаваясь несколькими значениями /, можно вычислить и построить «функцию сохранности» S(t), по которой можно судить о возмож­ ности и целесообразности дальнейшего хранения аппаратуры. Ход расчета поясняет схема рис. 1.23.

Применяя изложенный способ приближенного определения сохранности элементов, можно со все возрастающей в процессе хра­ нения точностью предсказать сохранность элементов по эксплуата­ ционным данным.

-Пусть при закладке на хранение (/ = 0) известно по заводским

данным математическое ожидание параметра

 

равное т|0, и средне­

квадратическое отклонение этого параметра зТо.

В момент времени t\

проводим измерение значений параметра

группы элементов. Для

случайной величины И, находим по формуле

(1.28) статистические

числовые характеристики: среднее значение ТЦ и среднеквадратиче­

ское отклонение зГ|1. По значениям

и г(1, з^ и

находим функ­

цию сохранности S(i). Полученная

зависимость

является прибли­

женной и в общем случае может служить лишь для ориентировоч­ ных подсчетов. Однако в начальный период хранения элементов и не требуется очень высокой точности в оценке сохранности.

Проведенное в момент с начала хранения измерение значений

параметра

т] группы элементов даст значения г12 и oTl, .

По

и ri2,

и о,,з

вновь находим функцию сохранности S2(t)

во

втором

приближении. По полученным при последующих измерениях значе­ ниям rli+ 1 и з^. +1, используя т)(. и <зт , полученные в предыдущем

40


измерении, вновь находим функцию сохранности в (/-]-1)-ом при­ ближении.

После каждой новой проверки значений определяющего пара­ метра хранящихся элементов можно все более точно предсказать поведение элементов при будущем хранении. Этот факт очень важен, так как с. течением времени хранения возрастает вероятность отказа элементов, а следовательно, и роль оценки их сохранности.

Способ расчета сохранности элементов, изложенный выше в предположении о постепенных отказах элементов, можно распро­ странить на общий случай наличия обоих видов отказов. Для'каж ­ дого элемента зависимость ^ ( t) является непрерывной до момента времени tm проявления внезапного отказа функцией, имеющей разрыв в точке tBH и равной пулю при I Д> tBH.

Время 4н проявления внезапного отказа является случайной величиной. Поэтому случайная функция Т1 (t) непрерывна, хотя отдельные реализации ее имеют разрывы. Это следует из самого определения [28] непрерывности случайной функции. Следовательно,

и

при наличии1}

внезапных

отказов математическое ожидание rt(t)

и

дисперсия o'

it) случайной функции 1Г [t) будут непрерывны.

Если при вычислении vj(t)

(t) по эксплуатационным данным полу­

чаются ступеньки, то это будет свидетельствовать лишь о прибли­ женности отражения действительности ограниченным числом реали­ заций случайной функции Н (t).

В условиях хранения осуществлять непрерывный контроль исправности элементов практически невозможно. Сведения о внезап­ ных отказах получаются лишь периодически в моменты измерений параметров элементов. Чтобы в этих условиях получить непрерыв­ ные зависимости T\(t) и о,, ((), соответствующие отказам обоих видов, необходимо в формулах (1.28) считать равными нулю значе­ ния определяющих параметров элементов, имеющих внезапный отказ до данного момента времени хранения. Без дополнительного исследования очевидно, что возможные ошибки, получающиеся при таком осреднении, будут значительно меньше ошибок, возможных при экстраполировании функций t\(t) и <3Ti{t). В дальнейшем харак­

теристики и зт, (t), соответствующие общему случаю наличия обоих видов'отказов, будем называть обобщенными характеристи­ ками случайной функции В ((). Таким образом, общий случай рас­ чета сохранности элементов отличается лишь использованием обоб­

щенных характеристик tj it) и зТ( (t).

§ 1.8. О ЧИСЛЕ ПОДЛЕЖАЩИХ НАБЛЮДЕНИЮ ЭЛЕМЕНТОВ (ОБЪЕМ ВЫБОРКИ)

При проведении периодических измерений значений определяю­ щего параметра т, нужно определить число подлежащих наблюде­ нию п элементов из находящейся на хранении большой партии

N элементов.

Обычно измерение определяющего параметра не связано с раз­

41


рушением элемента. В тех редких случаях, когда при измерении определяющего параметра элемент разрушается, измерения целесо­

образно

проводить лишь в случае,

когда отношение

достаточно

мало, что

обычно

 

N

и бывает в действительности. Поэтому можно

с большим

основанием принять

допущение о том,

что выборка

является возвратной.

 

число наблю­

Как

известно

из математической статистики Г11 ],

дений п,

обеспечивающее с заданной вероятностью а

определенную

точность статистических характеристик т] и зГ|, можно найти по фор­ мулам

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

«1 > “ з ;

ЛЧ»

( z a ) =

a.,

 

 

(1.37)

 

 

ЧI

 

 

 

 

 

 

 

где

^ i = —

“ предельная относительная ошибка

оценки т(,

выра-

 

 

 

женная в долях oTj

;

 

 

 

 

 

 

 

q2=

—-

— предельная

относительная

ошибка

оценки з,, ,

 

 

^

выраженная в долях от самого же

\

;

 

 

‘I' ( )

— нормированная функция Лапласа.

 

 

 

 

Иногда бывает удобно определять q\

по формуле

 

 

 

 

 

 

?1 = —

,

 

 

 

 

 

(1-38)

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

где

d =

—-----предельная относительная

ошибка

оценки т„

выра-

 

 

Т/

женная в долях т(;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с ~ —=-----коэффициент вариации.

 

 

 

 

 

 

 

 

гх

 

 

 

 

по таблицам функций

 

г л находится по заданной вероятности а

Лапласа.

Величины а и q выбираются, исходя из конкретных требо­

ваний, предъявленных к точности расчета. Из П\ и п2 выбирается

большее значение.

 

 

«

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА. Определить объем выборки, если ошибки

вычисления характеристик у) и зг,

не должны

превышать с вероят­

ностью а = 0,9.

d — ^5- =

0,05:

q2 — ^ -

0,12.

 

•'i

'

 

 

 

Коэффициент вариации

с

— 0,15.

По таблице функции

Лапласа находим

г„ = 1,6,

после чего получаем:

 

Дг,

d

0,05

1

 

 

Чх

с ’ ~

0,15 “

3

 

 

п1

 

22; «2 >

=

89.

 

 

 

2-0,122

 

 

Так как п->)> я ь то выбираем.л =

п2 > 89.

 

 

42


При использовании формул (1.37) приходится задаваться зна­ чениями q q 2 или d, q2. Это не совсем удобно, ибо нас. обычно интересует точность конечных результатов расчета, т. е. предельные ошибки Д£к и Да,. Поэтому выведем формулы, по которым можно вычислить d и q2 для момента времени ti+ 1 по заданным Д7К, Да, и по результатам проведенных в моменты времени A -i и tt изме­ рений значений определяющего параметра. Идеальные значения рассматриваемых величин будем обозначать звездочками (*). При этом для любого фиксированного момента времени

-f дп;

(1.39)

’г. з: + Д3т, ,

где fj, ап — значения, полученные при обработке эксперименталь- _ пых данных;

П*, а* — идеальные значения;

Дт|, До7| - - ошибки.

 

Ошибка среднего времени нахождения элемента

в исправном

состоянии

(1.40)

AtK= tK- t K*,

где fK— среднее время нахождения элемента в исправном состоя­

нии, найденное по значениям т). полученным при обра­ ботке экспериментальных данных предыдущих измерений; tK* — среднее время нахождения элемента в исправном состоя­

нии, найденное по идеально точным значениям т)* преды­ дущих измерений.

Найдя по формуле (1.30) развернутые выражения для tк* и tK, подставив их в (1.40) и проведя соответствующие преобразования с учетом формулы (1.39) и условия

An*-1

_

Аф

=d,

(1.41)

П/-1

 

П<*

 

 

 

получим формулу для расчета d:

 

 

 

d = - n, -

-i

 

Atx

(1.42)

 

Пк

 

ti U~ l

 

Аналогичным образом можно найти выражение для погрешно­ сти среднеквадратического отклонения от среднего времени нахож­

дения в исправном состоянии:

 

Да, — а,— а,*.

(1-43)

Здесь а, выражается формулой (1.33) при значениях п и оТ( , полу­ ченных в результате обработки экспериментальных данных преды­ дущих измерений. а,* выражается той же формулой при некоторых

идеально точных для тех же измерений значениях п* и а* . Подста­ вив полученные по формуле (1.33) развернутые выражения для а,