Файл: Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 241
Скачиваний: 0
208
P{t) d t
*rP |
I |
( I I . 15) |
|
т. * ь * [ ' - р (ѵ ] в |
|||
|
|||
Из последнего равенства следует, |
что при конечных значениях j |
||
и Ѳ |
|
|
|
lim ң |
= 0 ; |
lim к г = 0 . |
|
т~ ° |
ГР |
т - - ГР |
Это согласуется с нашими предварительными качественными рас суждениями. Следовательно, можно утверждать, что существует, по крайней мере, одно значение периода (та = Т ) между регла ментными работами, при котором коэффициент готовности дежурно го средства автоматизированного управления достигает своего
максимума.
Займемся отысканием этого значения интервала, для чего про дифференцируем по Т0 выражение ( I I . 15) и приравняем производ ную кулю:
М У [ ѵ т + ѳ
[т. + П ' - Р Щ ) } 1 ' ° '
Поскольку знаменатель последнего выражения не равен бесконеч ности, то значение периода Такс между регламентными работами, дающего максимум коэффициента готовности радиоэлектронной си стемы, несущей постоянное дежурство, найдется из решения сле дующего интегрального уравнения:
(Го + ? + ф ) J m{T)dT - |
jflft j iâiT)dt[l+Q аНГв)] |
|
|
|
0 t |
|
|
-[{ |
г |
ѳ=о. |
( I I . 16) |
|
|||
|
|
|
Для иллюстрации изложенного рассмотрим частный случай.
Пусть для дежурной системы выполняется следующее условие:
ШІТ) = у - е Т |
( I I . 17) |
Тогда выражение для коэффициента готовности в соответствии с ( I I . 15) принимает следующий вид:
|
|
гея |
|
|
|
|
|
Т \ 1 - е |
|
( И . 18) |
|
|
|
к.ГР |
|
|
|
|
|
Ѵ і * Ч ' - е'ѵ ) |
|
||
Максимум |
этого |
выражения достигается при значении Т=Т . Опрѳ- |
|||
деление |
7" |
осуществляется из |
|
л |
О ЭКС |
|
выражения ( I I . 18) |
при условии |
|||
|
|
дн,г р |
= о , |
|
|
|
|
ат |
|
||
которое приводит к трансцендентному уравнению |
|
||||
|
|
е V n + Т |
+П = Т . |
( I I . 19) |
|
|
|
|
Это уравнение имеет единственное решение и может быть решено графически ( р и с .II .3) или приближенно аналитически при соблю дении условия
|
|
|
Т. |
|
|
т |
|
|
|
(11.20) |
|
Разложив |
е.Г |
в ряд и ограничившись тремя первыми членами, из |
|||||||||
( I I . 19) |
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
^экс |
/ Щ * . |
|
( I I . 21) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
Т - |
среднее |
время безотказной работы; |
|
|
||||||
|
У |
- |
среднее |
время выполнения регламентных работ. |
|
||||||
|
Таким образом, |
оптимальное |
значение интервала между регла |
||||||||
ментными работами при условии |
(11.20) |
определяется |
как |
1,41 |
|||||||
среднего |
геометрического |
|
|
|
|
|
|||||
математических |
ожиданий |
|
|
|
|
|
|||||
величин |
времени |
J |
прове |
|
|
|
|
|
|||
дения профилактических ра |
|
|
|
|
|
||||||
бот на исправной аппарату |
|
|
|
|
|
||||||
ре |
и времени |
Т безотказ |
|
|
|
|
|
||||
ной работы. |
|
|
|
|
|
W |
- e f - - |
||||
|
При условии |
(ІІ.Г 7 ) |
/+-=-- |
||||||||
величина |
Г |
„ не |
зависит |
|
|
|
|
|
|||
от |
среднего |
времени |
вос |
|
|
|
|
|
|||
становления. |
Значение сред |
|
|
|
|
|
|||||
него времени восстановле |
|
|
|
|
5 |
||||||
ния |
Ѳ |
входит в |
выражение |
Р и с .II.3 . |
К графическому |
способу |
|||||
для максимально достижимо- |
|
решения: уравнения ( I I . 19) |
210
го коэффициента готовности радиоэлектронной |
системы |
г.ртах • |
|
Последнее равенство при условии (II.Г 7 ) с учетом |
( I I . 18) и |
(11.20) может быть записано в следующем виде: |
|
К |
(11.22) |
Следовательно, при определении периодичности |
проведения |
регламентных работ для дежурных автоматизированных средств |
целесообразно учитывать как снижение ее готовности яри большом интервале между регламентными работами за счет увели чения времени простоя системы в неисправном состоянии, так и снижение готовности аппаратуры при малом интервале за счет ча стого снятия ее с дежурства.
При соблюдении условия ( I I . 17) указанная методика примени ма также к обоснованию целесообразной периодичности контроля дежурных средств автоматизированного управления, если проведе ние контрольных операций на этой системе связано со снятием ее
сдежурства.
Втех случаях,-когда максимально достижимый коэффициент готовности системы, определяемый по аналогии с ( I I . 2 2 ),не удов летворяет предъявляемым требованиям, следует соіфащать время на проведение регламентных работ или время на восстановление аппаратуры, что может быть достигнуто при автоматизации ука занных процессов.
Повышение коэффициента готовности рассматриваемых систем может быть также достигнуто за счет повышения надежности, как это следует из равенств ( I I . 15) и (1 1 .2 2 ).
Действительно, рассмотрим при условии (ІІ.Г 7 ) предел
Пользуясь правилом Лопиталя, преобразуем последнее равенст во к виду
|
2II |
U m |
1 - е |
= / . |
|
Т -^oo |
|
Изложенная в настоящем параграфе схема анализа применима - и к случаю, когда ставится задача минимизации стоимости экс плуатации выбором рационального интервала между регламентными работами.
В такой постановке при известных значениях стоимости "ущер ба" в случае, если система в нужный момент окажется неисправ ной (цена отказа Ц), и стоимости проведения одного цикла регла ментных работ Cj задача будет заключаться в отыскании такого значения интервала между регламентными работами, который дает минимум функции среднего расхода средств Г , имеющей вид
|
|
|
|
|
(11.23) |
где t3 - |
период эксплуатации, на который рассчитываются харак |
||||
теристики |
системы обслуживания. |
|
|
||
Решение этой задачи |
может быть проведено исследованием на |
||||
максимум функции |
С , определяемой равенством |
(11 .23), при |
|||
этом значение Т |
, определяемое из уравнения |
( I I . 16), является |
|||
оценкой снизу для рациональной периодичности, |
обеспечивающей |
||||
минимум С . |
|
|
|
|
|
Можно показать, что |
значение периода |
между регламентными |
|||
работами, |
дающее минимум функции (11.23) |
при условии |
с достаточной степенью точности совпадает с ( I I . 16). Данное утверждение иллюстрируется р и с .II .4.
Рассмотрим пример, поясняющий методику обоснования интер вала между регламентными работами по максимуму коэффициента готовности. Пусть радиостанция является дежурной. При прове дении регламентных работ и контроля станция не имеет возможно сти принимать сигналы. На основании предшествующей эксплуата ции и испытаний данной станции известно, что для нее справед ливо следующее соотношение:
ѳ = I w +т= 1
212
где Т - среднее время безотказной работы;
Ѳ- математическое ожидание времени восстановления;
ß- математическое ожидание времени проведения регламент
ных работ.
Необходимо обосновать рациональный период между регламент
ными работами на данной радиостанции при условии, |
что |
время |
||
безотказной работы радиостан |
||||
ции имеет показательное рас |
||||
пределение. |
|
|
|
|
Для определенности |
рас |
|||
смотрим три частных случая. |
||||
1. |
Пусть |
У |
. тогда из |
|
выражения ( I I . 18) |
получаем, |
|||
что |
нгр=' 0 ,5 . |
Таким образом» |
при таком интервале между рег ламентными работами половину
времени радиостанция |
будет |
|
простаивать, не обеспечивая |
||
задачи |
управления. |
|
2. |
Пусть 7 = 7 , |
тогда из |
того же равенства имеем
Р и с .II .4 . Влияние цены отказа и стоимости проведения регла ментных работ на оптимальную
их периодичность
кгр = 0,63 .
3 . Назначим периодичность регламентных работ, воспользо вавшись изложенной методикой. При условии (11.20) имеем
Ъс ■ - f t v ■
Рис.I I . 5 . Вид зависимости коэффициента готовности дежурной системы от периода между регламентными работами