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: 142
Скачиваний: 0
в т о р а я п р о и зв о д н ы е т:011Т по рг- и м ею т в и д :
^ТОП1 |
|
dv, |
г.) |
дh f l“ |
|
dot |
■— К — Э) |
|
|
"П |
-6 |
дЧ |
д ? у - д $ |
|
|
|
|
ч д?і |
1. |
?2 |
dip,
dpt Vl .
1 |
(5-23) |
|
|
||
2 dy, dton |
, г = 1 Л |
|
<P, dpt dpt |
||
|
где производные |
dy, |
’ |
dv, |
’ |
ö2y, |
’ |
d2v, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
dpt |
dp,- |
dp? |
|
dp? |
|
|
|
|
||||
производные мгновенной и средней интенсивностей |
|||||||||||||||
I (У) |
d2A (у) |
|
dA„ ( |
у) |
|
д2А„ (у) |
. __, 0 |
|
|||||||
дЛ у |
д А |
|
|
дА0 |
|
|
|||||||||
dpt ’ |
dp? |
’ |
|
|
dpt |
) |
|
|
2 |
|
> / --- 1 * |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Эти |
производные |
определяются |
с |
|
использованием |
||||||||||
(5-15), |
(5-17) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дх |
|
|
ду |
|
|
|
|
|
d2x |
|
da£/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TT # |
|
T2 |
|
|||
|
дА |
dpt |
У |
|
dpі |
* |
d2A |
|
|
dp- |
|
dPi |
|
||
|
dpt |
|
|
|
|
|
dp? |
|
|
|
r |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
dy |
dA _ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
~¥ Wi dpt |
’ |
|
|
|
|
|
(5-24) |
||
|
dAp |
■4-' |
|
d2 (■»)<+ Xnan ') |
|
|
1 |
|
dy |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
dpt |
|
|
|
dPi |
|
" |
|
|
¥ |
|
dp7’ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2y |
|
|
föy |
V |
|
dp ! = |
#- |
|
d2 (rjt + XnarI ') |
|
|
dp? |
y ~ |
M |
|
|||||
|
|
|
|
dpІ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Производные |
ö% |
, |
|
X |
du |
ö^u |
несмотря |
на то, что |
|||||||
dpt |
—т, |
dpi |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
dp? |
|
|
|
|
|
|
|
записываются в виде громоздких аналитических выраже ний, имеют простой характер и вычисляются относитель
на
но просто. Например, |
|
= [1 —t(l}-\-^0-\-Хае П ) ] eÄP( V + ^Пап е |
) ~Ь |
- и
дЬ (t) X âl0
dL (0) |
|
|
|
âl„ |
- |
v ’' ' { f t ' + t ( ' )l + (’ + : g x |
|
- >І - |
Щ ' - |
«•«>]} + |
т |
д2х = |
— t [2 — t(jj + Я0 + laß |
Ѵ )1Х |
X exp ( - |
X0t + |
Яиа |
le |
%*) + |
f |
дгЦ 0) |
, |
|
—з |
|||||
щ |
г |
+ |
|
+ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 » |
||||
|
+ Чв_Ѵ ] ~ 2С + 2 ^ - Ц •0 1- t L ( t ) + |
|||||||||||||
|
~Ь l1] + |
^o) |
â2L (t) |
+ |
2Я-3- |
t!72~ t dL{t) |
|
|
||||||
|
|
dX20 |
|
V |
|
1Ло |
|
dl |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
dL (t) |
„ _ 2 |
•—I |
|
|
||||
— ^ |яо 1X |
L (^) -j- (i] + |
Яо) dl„ |
Xg |
2—IXq 1 — tL (t) -j- |
||||||||||
|
+ 7]ÉrV |
~â2L'(t) |
|
21 |
dL’ (t) |
t'L' (t) |
|
|
||||||
|
|
|
|
dli |
|
|
dl„ |
+ |
|
|
||||
dy_ |
' ^exP ( — V "b ^na„ 'e |
n |
) + |
Ч |
dL (0) |
- V s]' |
||||||||
dlo |
dl „ |
|
||||||||||||
|
|
- Tje-w ■б£(0 |
|
|
2 |
а;0 |
|
|
|
|
|
|||
Й = |
^ exP ( - |
V |
+ V* |
'e |
% t ) + 1 |
[d2L (0) |
, 2X—3 |
|||||||
ÖK0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dl2 |
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
dL (t) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dl„ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
öL(t) |
• |
ЯГ2 |
- |
tX~' - |
tL (t) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
âl0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алгоритм вычисления моментов и плотности распре деления оптимальной периодичности ПО следующий:
y(l) |
dhx (t) |
dky (t ) |
âhA (Tj) |
|
d*A„ (Xj) |
|
' |
dp? |
dpf |
’ |
dpi |
||
|
||||||
Р Ч fe) |
(tj) |
d4 0n. |
|
(х оцт)і |
||
|
Pf? |
dpf |
dpi |
|
||
|
|
|
192
^HoinOl P's (tout)j ^4 ( т о я т ) * А, E ' >О) (tОЕт)> (5-25)
где і= 1,4; /, k = 1,2.
Предлагаемый, метод вычисления плотности распре деления Tout является приближенным по двум основным причинам. Во-первых, в качестве исходного аналитиче ского выражения для определения Топт используется приближенное итерационное соотношение (5-10), по грешности которого во многом определяются выбором исходных точек Ть %г; во-вторых, при определении плот
ности применяется |
аппроксимация отрезком ряда |
Гра |
|
м а— Шарлье. Погрешность, |
обусловленная второй |
при |
|
чиной, может быть |
снижена |
за счет увеличения числа |
членов ряда. Первая погрешность может быть уменьше на за счет оптимального выбора Ті и Тг. Рассмотрим, как это можно сделать.
Для оптимизации выбора ті и Тг составим систему уравнений из условия симметрии этих точек относитель но истинного значения т0пт и из условия обеспечения от
носительной |
погрешности определения т 0пт, не |
превы |
шающей заданную ßm: |
|
|
|
%2 —2от(Топт) —TiJ |
|
T1 ~ t n (т 0ІІТ) |
__[Ар (x,) — A(x,)] (xa — xt) |
(5-26) |
(1 - ) - ßOT) -J- |
А» ( Ч ) — А (x2) — A 0 ( x ,) + A (x,)
Исключив из системы тг, получим трансцендентное уравнение относительно Ті:
. _____________ 2 [т (хр^) — xt] [Хр (х,) — К (т,)]______________
А0 [2т (х0ПІ) — Xj] — Л [2т (х0ПІ) —•х,] — Л» ( \ ) + А (х,)
|
— 171 (топт) фт + |
1) = |
0. |
(5-27) |
Обозначим левую часть уравнения |
(5-27) |
через ^ (т 4) |
||
и решим это уравнение методом хорд, тогда |
|
|||
„(0_ |
м - |
■« ИГ |
(5-28) |
|
Н Г И - |
(і—1)1 |
|||
|
R [х1 |
|
|
Для проведения первой итерации выберем такие на
чальные точки 'И,1, для которых R [■с(,І)]>0, R Н г'К О .
1 3—385 |
193 |
например ’сп)= 0,5 т(хопт), а |
i,5m(xom). Вычисляя зна |
|
чение ъ\1) в первой итерации, |
используем его для вычисле |
|
ния значения |
принимая |
^п>= т 1(І), если R [х|!)] > 0 , и |
=если /?[t}l,] < 0 . Итерационный процесс будем
продолжать до тех пор, |
пока относительная погрешность |
6 определения т, будет |
значительно меньше погрешности |
ßm, например SfH1< ;0 ,1 -і-0,2. |
|
Рассмотрим пример, иллюстрирующий основные осо |
|
бенности определения плотности распределения т 0пт. |
|
Пример 5-4. Предположим, что параметры Хо, Хп, аш |
т] распределены по нормальному закону и имеют следу ющие математические ожидания: т (ц) = 1,3 • 10~3 ч-1;
т(Хо) =0,39-10“3 ч_1; т(ап) = 3 ,9 -ІО”3 ч~1, т (ап)=62,4Х
ХІО-3 ч_1. Коэффициент вариации всех параметров оди наков и раңен 0,2. Требуется определить моменты и за кон распределения т<шт.
Введем нормирующий множитель |
ѵ = 1,3• 10_3 ч_1 и |
||
перейдем к нормированным |
математическим ожиданиям |
||
т — 1; /п,п = 0,3; т , = 3 ,0 ; |
т |
= 4 |
8 . Математические |
ожидания средней и мгновенной |
интенсивностей |
т[А(/;)] — т[х( t ) ( t )], т[Ао(t)]=
= f_1{0,0625 + /—т{\п у ( Ш
m[x(t)]= (1,3+Зе~ш ) ехр (—0,3/+0,0625е-ш ) +
+ 3,33 + m[L (0) ]—1,3е~°-зг{3,33 + m[L (/)]} +
_|_ео,зг m[L'(t)];
m[y{t)] = exy (—0,31+ 0,0625е-да) + 3,33 + m[L (0) ]—
- е - ° '3ЧЗ,33 + m[L(t)]}.
По формуле (5-22) находим т (топт) =0,565. Зная при ближенное значение т(%0Пт ), уточним выбор начальных точек ті и х%, фиксируя погрешность определения от(топт) величиной ßm = 5%.
Для вычисления оптимального значения \ из формулы
(5-28) выберем начальные точки xi(J)= 0,5w (xonT) = 0,282;
194
гі2) — т (топт) = 0,565, |
В |
этих точках R [т^)] = 0,114; |
|||||||
R [х^ ]= — 0,028, следовательно, |
начальные точки |
х^5 |
|||||||
и xj^ для итерационного |
процесса (5-28) |
выбраны |
|
пра |
|||||
вильно. Итерируя пять раз, |
получим |
х}1) = 0,502; |
х{2) = |
||||||
= 0,462; |
х|3> = 0,436; |
xj4) = 0,423; |
xj5) =0,416. Для |
пятой |
|||||
итерации |
S[T!< 0 ,1 , |
поэтому |
х, = |
0,416. |
Используя |
это |
|||
значение, из формулы (5-26) |
найдем т2 = |
0,714. Получен |
|||||||
ные оптимальные х, и х2 |
подставим в |
выражение |
(5-22) |
||||||
и определим производные |
|
|
=0,114; |
|
= |
||||
= _ 0,255; % і -= 0,046; |
^ |
= - 0 ,0 9 4 - ІО"3. |
|
|
|||||
|
дкп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя эти |
производные и соотношения (5-18) — |
(5-21), определим |
моменты и плотность распределения |
Топт |
|
т (хопт) |
0,574; а2 (х011Т) Ä 3,41 - ІО"3; |
а(хоаД = 5,84.10"2; |
ц3 (т0ПТ) ^ 0; ц4(х0І1І)^ 12,9- 10"“; £ = |
=—1,89; (в (х0ПТ) = з - 1(х0ПТ)[Ф'(г)—0,0787ф(')(2)], где г =
——0 Q5g4— . Переходя от нормированных значении ха
рактеристик периодичности к действительным, получим:
kkb*(Топт) — ttl (Топт) V 1=442 Ч) О* (Топт) =45 ч.
Анализируя полученные результаты, можно заметить, что предложенный мотод выбора оптимальных исходных значений ту и х% обеспечивает заданную точность опре деления моментов и закона распределения т0пт — в рас смотренном примере Ті и х% практически перекрывают всю область существования т0Пт-
Таким образом, в этом‘параграфе рассмотрен метод приближенного определения плотности распределения оптимальной периодичности профилактического обслу
живания |
с учетом |
послепірофилактических |
отказов и |
случайной |
вариации |
параметров модели оптимизации, |
|
дан иллюстративный |
пример применения этого метода |
||
и указаны |
его основные особенности. Метод |
позволяет |
с заданной доверительной вероятностью строить также и интервальные оценки т0Пт.
13* |
195 |