Файл: Батяев, Б. Г. Исследование надежности и точности линейных систем автоматического управления.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 87

Скачиваний: 0

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

37

получим

Г М

• £

fР|т... >.t *«- т Ц и Ы т

.f] J p[(t.e)-TJx

 

rt-0 0

 

 

 

n^Oо

 

 

 

= l - F ( t * в) + f ' [ i - F ( t + e - z ) ] z ( z ) d z

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

r ( t j 6 ) = i - F ( t + 6 ) + { [ l - F ( t + e - ? ) ] z c z ) d z .

(2 .3 9 )

Переходя

в выражении

(2 .3 9 )

к пределу при t —- ° °

,

получим

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

Г ( в )

= Сот P i t , е ) =

бил

f [ l - F ( t + 6 - Z ) ]

z ( z ) d z .

 

t - * оо

£ - » - (J

 

 

 

 

Па основании

теоремы

Смита

[Зо]

преобразуем это

выражение к

следую­

щ ее виду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

оо

 

 

 

Г(в) = бот J [i-F{t+e-z)]ziz)dz = 4 - l [ i - F ( z ) ] d z .

 

 

о

 

 

Т

*

 

 

 

отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

Г(0) =-4у |[1-Р(^)1^г

 

(2 .4 0 )

 

 

 

 

^

е

 

 

 

 

7 .

 

Мгновенное восстановление элемента.

Рассмотрим частный слу

чаи предыдущей задачи, когда восстановление элемента осуществляется

мгновенно. В ряде случаев полное восстановление элемента происходит

лишь в результате замены его новым или в случае

сбоя

[22] .

Исходя

из этого предполагаем, что

периоды восстановления

Тп равны нулю,


 

за

 

a vioi НТЫ СТ1СГ, i

л иосоТмашлспий оошэдамт

c..a;.

 

/ « * ' n - 1 ^ »V •

 

 

i -1

 

Пусть £ ( О - случайная величина, равная числу отказов, про­ исшедших на промежутке времени { с , t ) и Я о ( 0 - математическое ожидание этой случайной величина urv нулевой длительности времени восстановлешш. Тогда

ОС

 

Яо ( 0 =Mf?(o] =]Р л Р п ( 0 ,

 

 

(-4D

 

 

 

П --1

 

 

 

 

 

 

где Рп ( О

означает

вероятность наступления точно

л.

отказов

за

время ( О ,

t

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ра СО - Р [ ?0) =

 

 

 

 

Принимая во

внимание

эквивалентность

событий [^(.О с п }

к { О

< О ,

найдем распределение

числа отказов £ ( 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

= р { ^ <t} = Fn(t)=jFn.t(t-T)dF(T),

(-42)

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

где Рп ( О

- функции распределения моментов отказов, причем

 

Fi(i) = F i t )

• Из выражения (2.42)

следу'ет, что .

 

 

 

Pn(t) =P{l_P) ' п} -

> п } - р {7 « )* л .г } = Fn\i) - Р,ц,(0

или

 

 

 

 

,

 

 

 

(^ 4Д )

 

 

P n U ) = F n U ) - F a . p t ) .

 

 

 

Подставляя

значение

Fn (t) из (2 .4 3 )

в

выражение

( 2 . 4 1 ) ,

получим

 

 

 

ОО

 

ЛО

 

о©

 

п

 

 

 

 

 

---,

 

 

 

 

 

 

/7 ‘/

/2=2

 

 


39

откуда

 

Я о ( 0 - - } _ F n U ) .

(2 .4 4 )

 

 

n-.f

 

 

Преобразуем формулу

( 2 . 4 4 ) , учитывая, что r n (t) является

п - крат­

ной сверткой функции

Р (

t )

 

 

ям

СКЗ

О О

^

 

 

 

 

/ ! = J

п - 1

О

 

Отсюда сле.дует, что

 

 

 

 

 

 

t

 

 

Ло(0 »

F (t)+IX„(t-T)f(?)c(z .

(2 .4 5 )

 

 

с

 

 

Таким образе;:, -гы получили интегральное уравнение, называемое уравнением мгновенного восстановления. В этом уравнении функциями(Д) выражает среднее число отказов, происшедших на промежутке времени

( 0 , t

).

 

 

 

 

 

 

для определения дисперсии числа отказов £ ( t )

воспользуемся

формулой

 

 

 

 

 

 

 

ю [ Н 0 ] - М [ ' / ги ) ] - м Ч 1 « > ] .

(2 .4 6 )

1-Ыегм

со

 

 

go t

 

 

 

n*Pnu)~Л

 

2

jo[‘l(t)] =

о

(

( *

) о]- Л>l*) =

 

a - i

 

 

n -

/

 

 

OO

 

 

net

 

 

to

/

 

 

 

 

 

__4

- У

n zpn (*)

- 2

( " ' Л ;

 

 

 

' » > >

/7 : /

 

т-1

 

 

«TT1

 

 

1

^

 

 

 

 

Согласно -:/ормуле [35J

 

 

 

 

 

oc'

 

 

 

/•

r ) с ( Л с ( п .

 

^

 

 

 

 

/1-1



40

Поэтому

 

t

 

 

 

 

 

 

 

& [ t ( t ) ]

= 2

 

 

 

 

.

 

(2 .47)

 

0

 

 

 

 

 

 

 

Дифференцируя обе части интегрального уравнения

(2 .4 5 )

по перемен­

ной t и,

принимая во внимание, что М ( о ) ~0

,

получим

 

 

 

t

 

 

 

 

 

Я с ' ( 0 = F'(t) +

 

?)J ( V c t z .

 

 

 

(2 .48)

 

 

О

 

 

 

 

 

 

Обозначим через (О ( Ъ) и

( t * z) производные функцийЯ о ( 0 и

Л > и - 1 ■ ).

Тогда получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

co(t)

= a (t) +joo(t L)a(T)d t .

 

 

 

(2 .4 9 )

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Произведя

замену

t - T

,

преобразуем уравнение

(2 .4 9 ) к сле­

дующему виду

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0 ( 1) = a ( t ) + J c o Q ) a ( t - ^

,

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

возвращаясь к прежней переменной интегрирования

Т

,

подучил

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

(0 (1 )

- a ( t )

t j

( O ( T ) a ( t - г)2(г .

 

 

(2.50)

 

 

 

0

 

 

 

 

 

функция (0(t) носит название средней частоты отказов и служит характеристикой надежности устройств, работающих в режиме смены эле­ ментов [28] . Согласно формулам (2,44) и (2 .49) эта функция может быть выражена следующий образом

< о с о * х Ч о = X ! / £ ( 0 .

(2 .5 1 )

П--1