Файл: Казацкер, А. А. Надежность систем автоматизации в пищевой промышленности.pdf

о/дин- н вычисляется по формуле (68).

Значение ы"Д1Ш. в вычисляется аналогичным образом. Формулы, применяемые для определения количественных

характеристик специальных показателей безотказности САР для случая допусков группы 2, аналогичны вышеприведенным. Несколько отличается методика получения составляющих, т. е.

i'-му «участку»);

М— оценка математического ожидания регулируемого параметра для объема информации, равного произведению щ.

70

niy — среднее значение регулируемого параметра, вычисленное за указанное

в техническом задании время усреднения tycр регулируемого парамет­ ра (среднее по «участку»);

у i — текущее значение регулируемого параметра;

q — число измеренных значений параметра за время усреднения (объем «участка» выборки).

Количественные характеристики специальных показателей безотказности САР для случаев допусков группы 3 вычисляют­ ся с применением сочетаний приведенных выше формул.

Количественные характеристики специальных показателей безотказности позиционных САР вычисляются по изложенным выше формулам соответственно для различных групп допусков. Отличие состоит в изменении некоторых правил обработки исходной информации и промежуточных величин.

Операции, связанные с проверкой однородности, «припасов­ кой» и разбивкой реализаций на выборки, выполняются анало­ гично вышеизложенному.

Для представления выборочной информации в табличной форме измеряются и записываются в хронологической последо­ вательности отдельно величины верхних уи и нижних у,н откло­ нений регулируемого параметра от заданного значения (ампли­ туды отклонений параметра в режиме автоколебаний).

Характеристики специальных показателей безотказности позиционных САР по динамическим отказам вычисляются по приведенным выше формулам раздельно для каждого ряда ам­ плитуд yiв и угн каждой выборки. Например, среднее выбороч­ ное значение верхних амплитуд регулируемого параметра

параметр потока выходов регулируемого параметра за верх­ нее допустимое значение

2

: 0.5ЛС ехр Ддин. в

2а'2в

гдеЛ/о.дпн.в—среднее число пересечений в единицу времени значениями верхних отклонений (амплитуд) линии среднего значения т в этих амплитуд.

71

При определении специальных показателей безотказности позиционных САР, учитывающих статические отказы, для каж­ дого t-го участка, равного времени усреднения, вычисляются значения min и miB, а затем — среднее по участкам:

Дальнейшие вычисления выполняются без изменений.

По полученным значениям содин и соСтат можно при необходи­ мости, пользуясь выражениями, приведенными в главе 2, вычис­ лить значения наработки на соответствующий вид отказа или вероятность отсутствия отказов.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Существующий порядок разработки и внедрения САУ предусматривает после разработки и изготовления опытного об­ разца его производственные испытания с последующим прове­ дением приемо-сдаточных испытаний по ГОСТ 16084—70. Про­ изводственные испытания САУ в ряде случаев делятся на две стадии: собственно производственные испытания и опытно-про­ мышленная (подконтрольная) эксплуатация. Приемо-сдаточные испытания опытных образцов САУ, предназначенных для даль­ нейшего тиражирования, реализуются в виде межведомствен­ ных испытаний.

На проведение всех этих испытаний затрачиваются значи­ тельные средства. Кроме того, на срок проведения испытаний отодвигаются дальнейшие работы по внедрению САУ. Поэтому длительность испытаний желательно сделать как можно мень­ шей. В то же время при сокращении длительности испытаний достоверность (точность) результатов испытаний уменьшается и при очень коротких испытаниях их результаты теряют смысл. Таким ооразом, определение длительности каждого из упомя­ нутых выше видов испытаний является важной задачей. Мето­ дики планирования длительности испытаний неизвестны. Ниже рассматриваются методы, которые можно использовать при оп­ ределении минимально допустимой длительности испытаний САУ [89]. Определим цель каждого из видов испытаний.

В соответствии с ГОСТ 16084—70 САУ, представляющие со­ бой совокупность управляемых объектов и управляющих устройств, должны соответствовать следующим основным тре­ бованиям, выполнение которых характеризует качество этих систем:

точность поддержания значений управляемых технологиче­ ских параметров в допусках, требуемых условиями технологии; устойчивость системы управления в переходном режиме и в

установившемся состоянии;

72

надежность системы управления при сохранении эксплуата­ ционных показателей объекта управления в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Экспериментальные методы проверки устойчивости САУ до­ статочно полно освещены в литературе [22]. Реализация этих методов при надлежащей организации эксперимента не требует значительных затрат времени и поэтому в дальнейшем рассмат­ риваться не будет.

Два других требования фиксируются в технической докумен­ тации на САУ, в частности в техническом задании, с помощью ряда количественных характеристик.

Целью производственных испытаний является определение оценок фактических значений указанных характеристик с по­ следующим уточнением в случае необходимости технического задания. Целью приемо-сдаточных или межведомственных ис­ пытаний является контроль соответствия характеристик САУ требованиям технического задания. Следовательно, производст­ венные испытания и опытно-промышленную эксплуатацию мож­ но квалифицировать как определительные испытания, а приемо­ сдаточные и межведомственные испытания — как контрольные.

Формы задания для САУ допускаемых отклонений (допус­ ков), виды отказов и соответствующие показатели надежности рассматривались в главе 2. Разберем методы проведения опре­ делительных испытаний САУ, осуществляемых с целью нахож­ дения оценок количественных характеристик показателей точ­ ности и надежности САУ.

САУ можно разбить на две группы. Первая — САУ, в ко­ торых возмущения возникают сравнительно редко или в кото­ рых включения, выключения и переключения (изменение уста­ вок) являются основным режимом работы системы (например, системы програхммного управления с небольшими выдержками времени). Для анализа точности таких систем обычно исполь­ зуют детерминированный подход.

Вторая группа, к которой может быть отнесено большинство САУ,— системы, работающие при наличии возмущающих воз­ действий, имеющих случайный характер, что объясняется дейст­ вием большого числа разнообразных возмущающих факторов. Изменения уставок производятся редко. К этой группе отно­ сятся в основном системы автоматической стабилизации. В даль­ нейшем речь пойдет только об этой группе САУ.

Изменения регулируемых параметров на выходе САУ непре­ рывного действия могут быть с достаточной для практики точ­ ностью описаны случайными стационарными эргодическими

73

параметра. Пользуясь полученными оценками, определяют сте­ пень выполнения неравенства

что и характеризует точность работы САУ по динамическим допускам.

Для характеристики точности работы по статическим допус­ кам необходимо разбить реализацию на части, равные заданно­ му времени усреднения. Для каждой такой части определяется

среднее значение регулируемого параметра у, затем для всей

феализации вычисляются оценки ту и а-, после чего опреде­ ляется степень выполнения неравенства

когда необходимо поддерживать среднее значение параметра, не доводя его текущие значения до аварийных. В этом случае для характеристики точности САУ необходимо определить

Методы получения оценок показателей надежности по вне­ запным отказам изложены в главе 3. Суть их сводится к тому, что данные об отказах, полученные в процессе нормальной эк­ сплуатации, фиксируются в специальных журналах и затем обрабатываются с использованием статистических методов.

Методы получения оценок показателей надежности по ста­ тическим и динамическим отказам САУ также изложены выше. Для вычисления значения наработки на соответствующий вид отказов по реализациям случайного процесса на выходе САУ

необходимо определить оценки значений mv, о N~ , т -, а-

времени графиком значений у или у линии ту или ту соответ­ ственно.

Таким образом, для вычисления оценок показателей, харак­ теризующих точность и надежность САУ, необходимо получить

Для оценки показателей надежности САУ по внезапным от­ казам необходимо фиксировать внезапные отказы системы.

74