Файл: Игнатов, В. А. Статистическая оптимизация качества функционирования электронных систем.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
где ß= ta—;Хо—Яі; интегральные показательные функций
[Л. 48]
|
X |
|
|
X |
£ *(_ *) = |
К О . £ * ( * ) = j - 7 -Л . Р > 0. |
|||
|
О |
|
|
—оо |
Вероятность безотказной работы изделия |
||||
Р W-==(l + V ) « H U , l) , + 7 |
(1 + Я 2т) іѴ (£+, р, Я2х ) К ‘\ |
|||
|
|
К2 |
|
|
|
|
|
|
(3-61) |
плотность |
этой вероятности |
|
|
|
] (х) = |
(1 ф я^) Г |
(Х"+1,)Ч |
|
ß, Я2, х), |
интенсивность отказов |
|
(3-62) |
||
|
|
|||
Л(х) = |
А„ (1 + X ,t) + l 2M |
e ~ ^ N |
( £ + , (1, А ,, х) |
|
|
|
|
(3-63) |
|
|
(1 + AjX) + |
2 0 + |
^a"1) N |
’ ß' ^s* х) е |
где
УѴ(£+, р, Я2, х) = ^ -(е рт- 1 ) -
Производная Л' (х) |
по-прежнему |
определяется выра |
||
жением (3-34), где |
|
|
|
|
f' (х) = |
|^о [^і — (яо + *і) (1 + Ѵ)1 + |
V+X2x ) X |
||
• х е- |
<>.+>.)х |
Я2 (і + Я2х) éTv |
tf |
( £ + , ß, Я2, х). |
Предельные значения Л(х) и А' (х)
1ітЛ(х) = Яв, 1ітЛ'(т) = 0;
і-*0
Я0 Н~ Яі, |
Я0 + |
Я, < ^ Я 2; |
|
lim Л (х) = I (Х, + Х1)Х, |
3 1 |
, ^ 0 |
(3-64) |
К + К ’ |
Л-о-Г *1 |
h- |
100
Прй ;.0-f- Я, :
А11(1 + А1Т) + А1 х— -j— ln (1 + X2x)]) |
|
||
Л(х) = Я2 |
|
|
|
A 1 |
Г |
1 |
1 |
1 -Ь XjX-)- ^ |
(1 + A2x) |
x— - ^ - l n ( l + A 2x) |
I |
(3-65)
иШпЛ(т) = Я,0, 1ітЛ(х) = Я2, 1ітА'(х) = 0.
*C-vQ |
Т-ЮО |
7->00 |
Таким образом, в данном случае интенсивность отка зов является ограниченной монотонно возрастающей функцией при Яо4-Лі <Лй(Я.0+А,і>Лг, Яо<'Я2) и монотон но убывающей — при Яо+Лі>Х2, Я0>Л2. При Яо=Л2, КіФ ФО она является немонотонной и имеет минимум на интервале
[О, оо], lim Л(т) = Я0.
т-^О.оо
Математическое ожидание и дисперсия времени без отказной работы при Ко + ХіФХг
Т |
= |
|
|
|
1 |
|
Аі I Я, (Я, — Л„) |
|
||
1 о |
|
|
|
А0+ А1 |
Я2 |
л„ -(- At |
|
|
||
|
T f е |
|
|
Ak (1 “Ь х ь) N (Е*, ß, Я2, Хц) |
, |
(3-66) |
||||
|
2 |
|
ft= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Ао + |
М 3 |
2Я0|3 -f- 6Я, (Я2— Я0) — |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
к |
___ L , |
4 |
|
|
|
Т \, |
(3-67) |
||
|
в |
У |
AkN (£ +, ß, Я2, х к) |
|||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|||
|
|
*=1 |
|
|
|
|
|
|||
где для а2т (3-36) |
s = |
3, |
хк и А к (3-66) — те |
же, |
что и |
|||||
в примере 3-5; |
в выражении |
(3-67) |
те же, что и в при |
мере (3-4).
В заключение рассмотрим еще одну модель второго вида, в которой интенсивности являются линейными функциями времени. Такая модель справедлива для слу чая, когда интенсивности линейно зависят от парамет ров режима, а сам« параметры являются линейными функциями времени.
101
Обозначим öo(t) =floo+aiot, ai(t) |
Ooi+ünt, |
йг(т) |
в |
|||||||
= ao2+ßi2t, |
0 о = а о о + й о і - й 0 2 , |
6i= flio+ou—flß, |
где |
|||||||
параметры |
безразмерны |
и нормированы |
по |
v, |
am, |
ßoi, |
||||
ß02> 0. |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
Если |
то решение (2-85) |
|
|
|
|
|
|
|||
Р0(т) = |
ехр { - ](а00+ |
аоі) -с + |
0,5 (я10+ |
а ,О |
|
|
||||
p i (х) = |
(р (т) ехр [ — |
(амт: + |
0,5аігт:2)] — |
|
(3-68) |
|||||
—^ ехр (— К0оо + аот)х + °>5 (Яю + ЯпКІ)- |
|
|
||||||||
öl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вероятность |
безотказной |
работы |
|
|
|
|
|
|||
р (х) = |
^ 1 — ^ ) ехр {— [Ко + |
floi)х + |
|
|
|
|||||
-f 0,5 (а,о + |
аи) т2]} + ? (*) ехр I - |
(аоіч + |
0,5а12т2)], |
(3-69) |
плотность распределения этой вероятности
/ (х) = I ( l + ^ - ) l(«o. + Я..) + to . + fl») X1 -
(aol _ ‘tip -'j J. exp {— [(a00+ aBi) т + 0,5 (я10-Ң О ^]} +
+ (a02 + «іа"1) ? 0е) ехР 1~ to s15+ 0,5а12т;‘)], (3-70)
где
' - • ( * ) №
? (0 —
а „ |
"■{q [ К 1 ■0,5b, X |
[ К — 0 .5 6 ,
х( ’ + 4г ) ] - Ч “ - А г ) } + ^ -'
Ь,< 0;
fua
Ф (л:) = -у = " j й 2 du, Q (* )= j Л и [Л. 48].
102
Интенсивность отказов изделия
1^1 — ~j^ )[(«.. 4" ®оі) + (а01 + а і і ) т]—
Л(х)
|
ё~ (Ѵ+0,56,^) + |
|
(«о. — |
j e ~ (6«'t+0'5f,‘,'!)+ (aos + a lsx) <? (x) |
• (3-71) |
|
+ ?W |
|
|
|
Если bi= 0 (aio+ aii = ai2), характеристики надежно сти принимают более простой вид, например вероятность безотказной работы
Р (х) = I і - |
J - J (а 01+ ^ |
+ аит J. ехр | — [а00+ |
||
+ |
аоі) х + |
0,5 (аОІ+ ап) X2} + |
|
|
+ |
~ (аоі + |
^ |
е~ (ймт+0'5аізт2). |
(3-72) |
Предельные значения Л(т) и Ах(т)
ітЛ (т) = |
а 00, lim Л (т)=Ъ о, |
lim Л'(х) > |
0, |
ІітЛ '(х) |
> 0. |
||||
- * 0 |
Х - К » |
|
|
|
Х - > 0 |
Т - > 0 0 |
|
|
|
Следовательно, интенсивность отказов является |
мо |
||||||||
нотонно возрастающей функцией, если оад, |
ан, йі2> 0. |
||||||||
Математическое ожидание и дисперсия времени без |
|||||||||
отказной работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
А,: |
|
|
ь, |
ехр 1- 1(000 + |
00.)^- + |
|
||
* о |
|
|
|
||||||
|
і=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 0,5 (а)0+ |
аи) +J) + |
|
|
|
|
|||
|
+ <р (х і ) ехр [ - |
{а02Хі + 0,baItjfy \ 1 ; |
(3-73) |
||||||
|
Aie%t [ 1 ( 1 ~ |
£ |
> |
« - ^ а° |
|
|
**1 ~ |
||
- |
(Ч>. - Н ~ ) |
} ехР і - Каоо + |
+ .) xt + |
|
|||||
+ 0,5 (ü10+ Яц) + ]} + |
(я02+ |
al2Xi) <р(Хі) ехр [ |
(д02дгг- + |
||||||
|
+ |
0,5а12+)]] — Т *, |
|
|
(3-74) |
||||
где Хі и Аі — те же, что и в примере 3-5. |
|
|
|
103
Итак, ів данном параграфе рассмотрены два основ ных вида моделей ухудшения качества изделий с моно тонными интенсивностями переходов. В них учитывается различный характер распределения времени до пересе чения уровней 'квантования случайным процессом изме нения определяющих параметров изделий при взаимо связанных внезапных и постепенных отказах. Результа ты анализа интенсивностей отказов, проведенного с помощью этих моделей, позволяют сделать следую щие выводы.
При одном и том же типе распределений времени до пересечения интенсивность отказов изделий может быть ограниченной, неограниченной, монотонной и немонотон ной функцией времени в зависимости от соотношений коэффициентов «о, яь а2 и типа закона распределения. Только при ао=а2, ао+ аі>а2 законы распределения вре мени безотказной работы и распределения времени до пересечений имеют один и тот же тип.
При показательном распределении времени до вне запных отказов и гамма-распределении времени ухудше ния параметров изделий интенсивность отказов являет ся ограниченной, чаще всего монотонно возрастающей или монотонно убывающей функцией времени. При Яо= =Лг, ЪФО она является немонотонной функцией, ограни ченной величиной Я.О. Если интенсивности переходов яв ляются линейными функциями времени, то при яю, яи, Яі2>0 интенсивность отказов является монотонно возра стающей функцией времени.
Формула (3-36) численного интегрирования для при ближенного определения математического ожидания и дисперсии времени безотказной работы изделий позво ляет получать оценки с высокой степенью точности — максимальная погрешность не более 2%. В большинст ве инженерных расчетов можно ограничиться двумя-тре мя членами ряда.
3-5. Модели с немонотонными интенсивностями ухудшения качества систем
При периодическом изменении параметров режимов функционирования изделий интенсивности марковских моделей также являются периодическими функциями времени. Поэтому для исследования интенсивности от казов изделий, эксплуатируемых в периодически измеЮ4
няющйхся |
режимах, целесообразно применять модели |
||||
с периодическими интенсивностями. |
(2-85) |
Я0(т) = |
|||
|
Пусть |
коэффициенты выражения |
|||
= |
ß o S ( t) , |
Г]о(т) = ß i S ( T ) , |
Яі(т) +ти(т) = s (t ) « 2 |
являются |
|
периодическими функциями, в которых |
а0, |
аи а2> О, |
|||
s(x) = с0 + СіХ + С2 Х2, лг(-г) — b0+bsin (Q t+фо), где с0, с4, с%, |
|||||
г, |
Q — безразмерные |
коэффициенты, |
нормированные |
||
с помощью множителя ѵ(ч_1), например х = і\, Со=с'о/ѵи |
т. п. Тогда нормированная безразмерная интенсивность
S(т) = Во -\~Ві sin (Птг+фо) |
+Bz cos 2 (Йт+фо), |
(3-75) |
где Во—С0+ 60С1+ (62о+0,5Ь2) |
с2\ Bi — b (С1+ 2&0С2) ; |
В2= |
= —0,5ЬЧ2. |
|
полу |
Использование формулы (3-75) и результатов, |
ченных в примере 3-4 для случая кратных интенсивно стей, дает возможность определить все характеристики качества изделий, функционирующих в случайных пери одически изменяющихся режимах. Интенсивность отка зов
A ( x ) = Q ( x ) s ( x |
) , |
(3-76) |
где |
|
|
Q(x) = (а0+ а,) (а2— д0) — афге |
а = а 2 |
— а0~ а , ; |
а 2 — я 0 — а1е~а‘6^'1 |
|
|
нормированное безразмерное оперативное время |
||
Q ( t ) = ß o T + fi_1'[0,5ß2sin |
2(П т-Ьф о) — |
|
—Ві cos (йт + фо) —0,5^2 зіп2ф<)+ 5 1 cos фо].
Предельные значения интенсивности отказов
Ііш А (т) = |
a0s (0), lim Л (х) = |
мин [(а0-{- a j, а2] lim s (х). |
х->0 |
х-^-оо |
х-»со |
Следовательно, интенсивность отказов является не монотонной ограниченной функцией. В переходном ре жиме она непериодическая, экстремумы ее неравномер но сдвинуты относительно экстремумов s(t). В устано вившемся режиме Л(т) является периодической функ цией, период которой равен периоду s (t ) .
Установление периодического режима Л(т) можно характеризовать постоянной времени то переходного про цесса установления ее постоянной составляющей
_ _ |
1 |
1 0.1 (Д.+Ді) (02— 0.) |
(3-77) |
|
0 |
aßo |
щ (аг — 0,9а0) |
||
|
105