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

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

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

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