close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

lab 1

код для вставкиСкачать
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"КОВРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ"
Кафедра А и У
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К лабораторной работе №1 по дисциплине
"Надежность систем управления"
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ
КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ.
Ковров, 2007 г.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
Цель работы: освоение методов определения расчетных количественных показателей надежности; закрепление основных положений теории надежности и приобретение практических навыков решения прикладных вопросов надежности.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Ориентировочный расчет проводится на стадии эскизного проектирования, когда отсутствуют полные данные о режимах и условиях работы конкретных отдельных элементов, узлов, блоков, приборов и устройств разрабатываемого изделия, но уже известны состав и структура изделия, разработана кинематическая, гидравлическая, принципиальная электрическая схемы, есть перечень элементов и связи между ними.
Расчет проводится при следующих допущениях:
а) отказы элементов являются событиями случайными и независимыми;
б) вероятность безотказной работы элементов изменяется в зависимости от времени наработки по экспоненциальному закону (интенсивность отказов (t) не зависит от времени наработки);
в) учет влияния условий эксплуатации по назначению изделия производится приближенно путем введения поправочных коэффициентов K;
г) параметрические отказы не учитываются;
д) все элементы работают одновременно;
е) все элементы одного типа равнонадежны, то есть величины интенсивности отказов (t) для этих элементов принимаются одинаковыми.
Для определения количественных показателей надежности изделия необходимо знать:
1) вид соединения элементов расчета надежности;
2) типы элементов схемы соединения;
3) базовые величины интенсивности отказов элементов i0 , входящих в систему управления, в нормальных режимах использования.
Выбор i0 для каждого типа элементов проводится по соответствующим таблицам [2, 3].
Значения поправочных коэффициентов K для различных условий эксплуатации по назначению изделия выбираются из соответствующих таблиц (Прилож., табл. № 1).
Как правило, до проведения ориентировочного расчета в разрабатываемом изделии не предусматривается использование специальных способов повышения надежности. Поэтому схема соединения элементов расчета надежности принимается последовательной, когда отказ любого элемента приводит к потере работоспособности изделия в целом.
Для последовательной схемы расчета надежности при экспоненциальном законе распределения вероятность безотказной работы Pc(t) и среднее время работы (наработка) на отказ Тс проектируемого изделия в течение времени наработки t с учетом принятых выше допущений определяется по формулам: Pc(t) = P1(t) · P2(t) *....· PN(t) = (1)
Pc(t) = exp(2)
При i(t) = const для i от 1 до N получим:
Pc(t) = (3)
где Pi(t) - вероятность безотказной работы i-го элемента схемы расчета надежности изделия;
λc = - величина интенсивности отказов изделия в целом;
i - величина интенсивности отказов i-го элемента схемы расчета надежности изделия в заданных условиях эксплуатации изделия по назначению ();
N - количество элементов в схеме расчета надежности изделия.
Если в состав проектируемой системы входит к типов элементов, а nj - число элементов j-го типа, а все элементы данного типа равнонадежны, то λc = (4)
где j - величина интенсивности отказов элементов j-го типа схемы расчета надежности изделия.
Для вычислений exp[-t] рекомендуется использовать таблицы значений функций exp[-x].
Когда ct ≤ 0,1 - можно использовать следующее приближение:
Pc(t) = exp[-ct] ≈ 1 - ct (5)
При 0,1 ≤ ct ≤ 0,3 целесообразно пользоваться приближением
Pc(t) = exp[-λct] ≈ 1 - λct + (6)
Величина средней наработки на отказ Тс проектируемого изделия определяется при экспоненциальном законе распределения по формуле:
Tc = (7)
Ориентировочный расчет надежности системы на ранней стадии проектирования позволяет получить первоначальную оценку возможности выполнения требований по надежности, предъявляемых к изделию в техническом задании на проектирование, и (при необходимости) провести корректировку схемы с елью обеспечения выполнения ТЗ по показателям надежности.
2. ЗАДАНИЕ НА ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТЫ
Техническим заданием на проектирование изделия определены условия эксплуатации по назначению и необходимость обеспечения величины вероятности безотказной работы за время наработки t не менее заданной величины , выбираемой из табл. 1. по варианту задания в соответствии с таблицей 4.
Рс (t)  Рс3(t) (8)
Пусть проектируемое изделие будет состоять из трех блоков:
Рис. 1 Схема соединений электрическая.
К моменту расчета разработана принципиальная электрическая схема основного по функциональному назначению и самого сложного блока - Бл.2. (варианты схем выдает преподаватель в соответствии с таблицей 4).
Рассчитать вероятность безотказной работы Рбл 2(t) и определить требования к минимальной величине вероятностей безотказной работы двух других блоков при их равнонадежности Рбл 1(t) = Рбл 3(t) , исходя из обеспечения неравенства (8). Рассчитать величины средней наработки на отказ Тбл 1 , Тбл 2 , Тбл 3 всех блоков и системы Тс в целом.
Вариант задания схемы, условий эксплуатации и интенсивности отказов выбирают по таблице №4.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомится с принципиальной электрической схемой второго блока и перечнем элементов.
2. Сгруппировать элементы второго блока по типам, в том числе и элементы конструкции (пайки, токопроводы, держатели предохранителей, разъемы, кнопки, соединители и др.)
3. Составить схему соединений элементов расчета надежности второго блока и системы в целом, принимая схему соединения последовательной.
4. Определить интенсивность отказов данного типа элементов в реальных условиях эксплуатации по назначению изделия по формуле:
j = j0K , (9)
где j0 - номинальная (базовая) величина интенсивности отказов элементов j-го типа из таблиц п.2.1 [2] или 3.2 [3];
K - поправочный коэффициент для заданных (реальных) условий эксплуатации (табл.1).
5. Определить величину интенсивности отказов второго блока бл 2(t) по формуле (4).
6. Рассчитать величину вероятности безотказной работы Рбл 2(t) второго блока по формулам (3), (5) или (6) и оценить точность приближений.
7. Определить требуемые минимальные величины вероятности безотказной работы для двух других блоков в соответствии с зависимостью (1) по формуле:
Рбл 1.3(t) ;
8. Определить требуемые интенсивности отказов для двух других блоков в соответствии с зависимостью (3) по формуле:
λбл 1(t) = λбл 3(t) ≤ ;
9. Определить среднюю наработку на отказ Тбл 1 , Тбл 2 , Тбл 3 , Тс в соответствии с зависимостью (7).
10. Заполнить таблицы 2 и 3 приложения.
4. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Отчет по проведенной работе должен содержать:
1. Задание на выполнение работы, номер варианта, условия эксплуатации (по типу объекта), перечень показателей надежности, подлежащих оценке.
2. Принципиальную электрическую схему второго блока.
3. Структурную схему соединения элементов расчета надежности изделия и второго блока.
4. Перечень исходных данных и принятых допущений.
5. Порядок определения количественных показателей надежности, подлежащих оценке; аналитические зависимости для их определения.
6. Результаты текущих вычислений и конечные результаты в форме таблиц приложения №2 и №3.
7. Выводы о выполнении ТЗ с рекомендациями повышения надежности на последующих этапах разработки системы.
8. Перечень используемых источников информации (материалы, лекции, учебные пособия, сборники таблиц, справочные пособия).
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каковы необходимые исходные данные для проведения предварительного расчета надежности; при каких допущениях он проводится; как учитываются реальные условия эксплуатации?
2. Дайте определение и аналитическое описание показателей надежности:
- интенсивность отказов;
- вероятность безотказной работы;
- средняя наработка на отказ.
3. Каковы последовательность предварительного расчета показателей надежности и аналитические зависимости между ними при экспоненциальном законе распределения.
6. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Материалы лекций по курсу "Надежность систем управления".
2. Сборник задач по теории надежности. /Под ред. А.М. Половко и И.М. Маликова. - М.: "Советское радио", 1972
3. Надежность и эффективность в технике. Справочник, том 10. - М.: Машиностроение, 1990.
Приложение 1
Таблица 1 заданий Pc3(t) в различных условиях эксплуатации.
№ п/п Условия эксплуатации изделияPc 3(t)tKλ1.В стационарных наземных устройствах0,8096102.На кораблях при монтаже приборов в защищенных отсеках0,9096173.На автоприцепах и колесных подвижных объектах0,80240254.На железнодорожных платформах0,8512030 355.На гусеничных подвижных объектах0,9596456.В составе бортовой аппаратуры на самолетах0,9824100 120 Приложение 2
Таблица 2
Вариант №..........Условия эксплуатации (тип объекта).......... Кλ =.......... № п/пНаименование и тип элементаОбозначение по схемеКол - во элементов
Номинальная
интенсивность
отказов
10-6 1/часnj·Kλ·λj0·10-6 [1/час]Результаты расчета 1.
2.
.
.
.
к λбл 2(t) = Pбл 2(t) = Приложение 3
Таблица 3
Вариант №..........Задание Pc3(t) ≥..........Условия эксплуатации (тип объекта)..................№ п/пНаименованиеПервый блокВторой блокТретий блокСистема1.Интенсивность отказов 1/час2.Вероятность безотказной
работы .......за .......час3.Средняя наработка на отказ час
Приложение 4
Таблица 4 вариантов заданий
λλ0min№ Варианта (по списку)Вариант схемы№ 1123456789101112 № 2 131415161718192021222324№ по таблице 1 заданий условий эксплуатации123456123456 Примеры вариантов:
15.2.3 - № по списку - 15, № схемы 2, № по таблице 1 - 3, λ0max.
21.2.3 - № по списку - 21, № схемы 2, № по таблице 1 - 3, λ0min.
6.1.6 - № по списку - 6, № схемы 1, № по таблице 1 - 6, λ0max.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
150
Размер файла
236 Кб
Теги
lab
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа