Расчет надежности ретранслятора
Расчет надежности нерезервированных устройств, входящих в ретранслятор. Суть интенсивностей отказов механизма. Анализ лучших кратностей резервирования конструкций. Построение математической модели вероятности безотказной работы резервированного изделия.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.02.2016 |
Размер файла | 100,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Факультет: Радиотехнические и телекоммуникационные системы
«Расчет надежности ретранслятора»
По дисциплине Методы обеспечения надежности
Введение
Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах при заданных режимах и уровнях эксплуатации в течение требуемого промежутка времени (требуемой наработки).
Наработка - продолжительность в часах или циклах, либо объем работы изделия.
Готовность - способность изделия выполнить требуемую функцию при данных условиях в предположении, что необходимые внешние ресурсы обеспечены.
Безотказность - способность изделия выполнить требуемую функцию в заданном интервале времени при данных условиях.
Работоспособность - состояние системы, при котором значения параметров или показателей качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции соответствуют требованиям, установленным в нормативно-технической, конструкторской и технологической документациях.
Ремонтопригодность - способность изделия при данных условиях использования и технического обслуживания к поддержанию или восстановлению состояния, в котором оно может выполнить требуемую функцию.
Долговечность - способность изделия выполнять требуемую функцию до достижения предельного состояния при заданных условиях использования и технического обслуживания.
Отказ - потеря способности изделия выполнить требуемую функцию.
Критерий отказа - заранее оговоренные признаки нарушения работоспособного состояния, по которым принимают решение о факте наступления отказа.
Полный отказ - отказ, характеризующийся потерей способности изделия выполнять все требуемые функции.
Частичный отказ - отказ, характеризующийся потерей способности изделия выполнять некоторые, не все требуемые функции.
Независимый отказ - отказ, не вызванный прямо или косвенно другим отказом или неисправностью.
Зависимый отказ - отказ, вызванный другим отказом или неисправностью.
Последствия отказа - важность, значимость отказа в пределах или вне пределов изделия.
Систематический отказ - отказ, однозначно вызванный определенной причиной, которая может быть устранена только модификацией проекта или производственного процесса, правил эксплуатации и документации.
Срок службы - продолжительность эксплуатации изделия или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния. надежность устройство ретранслятор резервирование
Вероятность безотказной работы - вероятность выполнить требуемую функцию при данных условиях в интервале времени. ,
Ресурс - суммарная наработка изделия в течение срока службы.
Нормирование надежности - установление количественных и качественных требований к надежности. (Нормирование надежности включает в себя выбор номенклатуры показателей надежности, обоснование численных значений показателей надежности изделия и его составных частей, формулирование критериев отказов и предельных состояний, задание требований к методам контроля надежности, выработку качественных требований к конструкции изделия, техническому обслуживанию, действиям персонала, направленных на обеспечение надежности.)
Распределение требований - процедура, применяемая в процессе проектирования изделия, посредством которой требования к надежности изделия распределяют на его составные части по определенным правилам.
Резервирование - наличие в изделии больше одного средства, необходимого для выполнения требуемой функции.
Нагруженное резервирование - резервирование, при котором все средства, способные выполнять требуемую функцию, работают одновременно.
Резервирование замещением - резервирование, при котором часть средств, способных выполнять требуемую функцию, предназначена для работы, а остальная часть средств не работает до момента появления необходимости в ней.
Резервирование m из n - резервирование, при котором m изделий из общего их количества n должны функционировать для выполнения требуемой функции.
Смешанное резервирование - резервирование, обеспечивающее выполнение требуемой функции несколькими различными средствами и (или) способами.
Запас по нагрузкам - применение элементов при значениях нагрузок ниже номинальных значений в целях повышения безотказности.
Отказобезопасность - свойства изделия, ориентированные на сохранение безопасности в случае отказа.
Устойчивость к неисправности - способность изделия продолжать функционирование при определенных видах неисправности.
1. Исходные данные
1. Изделие состоит из 4-х независимых устройств (участков резервирования).
2. Требуемая вероятность безотказной работы равна за заданное время
3. Коэффициент эксплуатации
4. Метод резервирования и состояние резерва - резервирование замещением ненагруженное.
Для варианта 3 исходные данные следующие:
Номера устройств в изделии |
, ч |
|||
1 2 3 6 |
1,15 |
7 000,0 |
0,93 |
Элементный состав и стоимость нерезервированных устройств (где Nj - число однотипных элементов в устройстве):
Устройство 1 |
Устройство 2 |
Устройство 3 |
Устройство 6 |
|||||
С1=1,5 |
С2=2,2 |
С3=2,8 |
С6=1,0 |
|||||
N |
Nj |
N |
Nj |
N |
Nj |
N |
Nj |
|
01 |
15 |
01 |
9 |
01 |
36 |
03 |
25 |
|
06 |
19 |
06 |
21 |
02 |
15 |
06 |
12 |
|
13 |
34 |
18 |
1 |
06 |
19 |
13 |
39 |
|
22 |
1 |
20 |
3 |
07 |
1 |
14 |
10 |
|
23 |
1 |
21 |
2 |
08 |
6 |
15 |
8 |
|
24 |
9 |
23 |
3 |
09 |
3 |
20 |
1 |
|
25 |
230 |
24 |
11 |
11 |
1 |
22 |
8 |
|
26 |
1 |
25 |
190 |
12 |
2 |
23 |
3 |
|
28 |
5 |
28 |
2 |
20 |
3 |
24 |
12 |
|
29 |
13 |
29 |
1 |
22 |
8 |
25 |
1200 |
|
30 |
1 |
31 |
1 |
23 |
6 |
28 |
10 |
|
31 |
1 |
33 |
5 |
25 |
170 |
35 |
1 |
|
33 |
5 |
27 |
8 |
|||||
37 |
1 |
34 |
1 |
|||||
35 |
6 |
2. Расчетная часть
1. Расчет интенсивностей отказов устройства
Устройство 1
№ ЭРЭ |
Наименование ЭРЭ |
||||
1 |
Конденсатор керамический |
15 |
0,015 |
0,225 |
|
6 |
Резистор |
19 |
0,04 |
0,76 |
|
13 |
ИС цифровая-1 |
34 |
0,1 |
3,4 |
|
22 |
Фильтр-2 |
1 |
1,7 |
1,7 |
|
23 |
Разъем ВЧ |
1 |
0,2 |
0,2 |
|
24 |
Разъем НЧ |
9 |
0,84 |
7,56 |
|
25 |
Пайка |
230 |
0,0004 |
0,092 |
|
26 |
Дроссель ВЧ |
1 |
1 |
1 |
|
28 |
Реле поляризованное |
5 |
0,3 |
1,5 |
|
29 |
Реле электромагнитное |
13 |
0,15 |
1,95 |
|
30 |
Вентиль |
1 |
0,9 |
0,9 |
|
31 |
Переключатель ферритовый |
1 |
0,9 |
0,9 |
|
33 |
Модуль ВЧ |
5 |
0,14 |
0,7 |
|
37 |
Малошумящий усилитель |
1 |
0,12 |
0,12 |
Устройство 2
№ ЭРЭ |
Наименование ЭРЭ |
||||
1 |
Конденсатор керамический |
9 |
0,015 |
0,135 |
|
6 |
Резистор |
21 |
0,04 |
0,84 |
|
18 |
ИС аналоговая-2 |
1 |
1 |
1 |
|
20 |
Трансформатор |
3 |
0,96 |
2,88 |
|
21 |
Фильтр-1 |
2 |
0,44 |
0,88 |
|
23 |
Разъем ВЧ |
3 |
0,2 |
0,6 |
|
24 |
Разъем НЧ |
11 |
0,84 |
9,24 |
|
25 |
Пайка |
190 |
0,0004 |
0,076 |
|
28 |
Реле поляризованное |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
29 |
Реле электромагнитное |
1 |
0,15 |
0,15 |
|
31 |
Переключатель ферритовый |
1 |
0,9 |
0,9 |
|
33 |
Модуль ВЧ |
5 |
0,14 |
0,7 |
Устройство 3
№ ЭРЭ |
Наименование ЭРЭ |
||||
1 |
Конденсатор керамический |
36 |
0,015 |
0,54 |
|
2 |
Конденсатор слюдяной |
15 |
0,14 |
2,1 |
|
6 |
Резистор |
19 |
0,04 |
0,76 |
|
7 |
Терморезистор |
1 |
0,034 |
0,034 |
|
8 |
Транзистор кремниевый |
6 |
0,8 |
4,8 |
|
9 |
Транзистор полевой |
3 |
0,3 |
0,9 |
|
11 |
Стабилитрон |
1 |
0,3 |
0,3 |
|
12 |
Диод ВЧ |
2 |
1,9 |
3,8 |
|
20 |
Трансформатор |
3 |
0,96 |
2,88 |
|
22 |
Фильтр-2 |
8 |
1,7 |
13,6 |
|
23 |
Разъем ВЧ |
6 |
0,2 |
1,2 |
|
25 |
Пайка |
170 |
0,0004 |
0,068 |
|
27 |
Дроссель фильтра |
8 |
0,15 |
1,2 |
|
34 |
Волновод |
1 |
0,01 |
0,01 |
|
35 |
Коммутатор |
6 |
0,85 |
5,1 |
Устройство 6
№ ЭРЭ |
Наименование ЭРЭ |
||||
3 |
Конденсатор бумажный |
25 |
0,065 |
1,625 |
|
6 |
Резистор |
12 |
0,04 |
0,48 |
|
13 |
ИС цифровая-1 |
39 |
0,1 |
3,9 |
|
14 |
ИС цифровая-2 |
10 |
0,4 |
4 |
|
15 |
ИС цифровая-3 |
8 |
0,7 |
5,6 |
|
20 |
Трансформатор |
1 |
0,96 |
0,96 |
|
22 |
Фильтр-2 |
8 |
1,7 |
13,6 |
|
23 |
Разъем ВЧ |
3 |
0,2 |
0,6 |
|
24 |
Разъем НЧ |
12 |
0,84 |
10,08 |
|
25 |
Пайка |
1200 |
0,0004 |
0,48 |
|
28 |
Реле поляризованное |
10 |
0,3 |
3 |
|
35 |
Коммутатор |
1 |
0,85 |
0,85 |
Интенсивность отказа i-го устройства равна:
, где
- интенсивность отказа j-го ЭРЭ, l - количество типов ЭРЭ, Nj - число однотипных ЭРЭ.
Подставляя в формулу данные из вышеприведенных таблиц для каждого устройства и из таблицы с исходными данными, получаем
2. Определение оптимальных кратностей резервирования устройств.
В данном варианте работы рассматриваем ненагруженное резервирование. Тогда вероятность безотказной работы i-го устройства за заданное время t вычисляется по следующей формуле:
, где t=7000ч.
Вероятности безотказной работы заносятся в следующую таблицу.
m |
Расчетная формула |
|||||
0 |
0,8444 |
0,8651 |
0,7407 |
0,6951 |
||
1 |
0,9872 |
0,9905 |
0,963 |
0,9479 |
||
2 |
0,9993 |
0,9995 |
0,9964 |
0,9939 |
||
3 |
1 |
1 |
0,9997 |
0,9995 |
С учетом полученной таблицы заполняется таблица «удельного» увеличения надежности в пересчете на единицу стоимости.
m |
|||||
0 |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
0,1127 |
0,065888 |
0,107186 |
0,363689 |
|
2 |
0,008171 |
0,00413 |
0,012387 |
0,048528 |
Из полученной таблицы составляем последовательность по мере убывания.
В результате получается последовательность следующего вида
Осуществляем процесс оптимального резервирования
Получаем, что выбранные кратности резервирования обеспечивают требуемую надежность при минимальной стоимости изделия.
3. Минимальная стоимость вычисляется по следующей формуле:
Для нашего расчета данная формула будет выглядеть следующим образом:
4. Построение математической модели вероятности безотказной работы резервированного изделия
Надежность i-го устройства |
Надежность резервированного устройства |
||||||
7000 |
0,987216 |
0,990462 |
0,963019 |
0,993882 |
0,935879 |
||
2 |
14000 |
0,954204 |
0,9653 |
0,877966 |
0,962451 |
0,778323 |
|
3 |
21000 |
0,907568 |
0,928902 |
0,772262 |
0,902227 |
0,587394 |
|
4 |
28000 |
0,852346 |
0,884758 |
0,662337 |
0,820145 |
0,409648 |
|
5 |
35000 |
0,79234 |
0,835621 |
0,55749 |
0,725717 |
0,26787 |
|
6 |
42000 |
0,730373 |
0,78364 |
0,462479 |
0,627556 |
0,166114 |
|
7 |
49000 |
0,668509 |
0,730477 |
0,379254 |
0,532167 |
0,098558 |
|
8 |
56000 |
0,608216 |
0,677397 |
0,308092 |
0,443821 |
0,056336 |
|
9 |
63000 |
0,550502 |
0,625344 |
0,248333 |
0,364891 |
0,031194 |
Выводы
Сравним безотказность работы исходной нерезервированной системы и системы, получившейся в результате резервирования.
Вероятность безотказной работы нерезервированной системы ;
Вероятность безотказной работы резервированной системы
Резервированная система работает в 2,49 раза эффективнее, нежели нерезервированная.
Литература
Дасоян М.А. и др. «Стартерные АБ: Устройство, эксплуатация, ремонт. - М.: Транспорт, 2010,242с.»
Методические указания по расчету надежности РЭА в дипломных и курсовых проектах радиотехнических специальностей. - Запорожье: ЗГТУ, 2014. - 40с.
Гель П.П., Иванов-Есепович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для ВУЗ-ов. - Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение. 2009. - 536с.
Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре: Учебник для вузов по спец. «Конструир. и произв. радиоаппаратуры». - М.: Высш.шк., 2012. - 247с., ил.
Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование. Основные нормы/ В.Л.Соломаха, Р.И.Томилин, Б.В.Цитович, Л.Г.Юдин. - Мн.: Высш.шк.,2008. - 272с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вычисление вероятности безотказной работы, частоты и интенсивности отказов на заданном интервале. Расчет средней наработки изделия до первого отказа. Количественные характеристики надежности. Закон распределения Релея. Двусторонний доверительный интервал.
контрольная работа [105,8 K], добавлен 01.02.2011Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013Структурная схема надежности технической системы. Построение графика изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 - 0.2. Анализ зависимостей вероятностей безотказной работы.
практическая работа [379,6 K], добавлен 24.05.2009Определение величины интенсивности отказов изделия. График вероятности безотказной работы. Расчет комплекса одиночного ЗИП. Расчет погрешности: схема функционального узла; параметры элементов. Расчет среднего значения производственной погрешности.
контрольная работа [429,2 K], добавлен 29.11.2010Количественные показатели надежности невосстанавливаемых систем. Расчет надежности невосстанавливаемых систем при проектировании. Определение надежности дискретных систем с восстанавливающими органами. Выражение для вероятности безотказной работы.
контрольная работа [431,1 K], добавлен 03.05.2015Расчет вероятности безотказной работы звена матричным методом. Методика расчета вероятности безотказной работы резервируемой системы, применение метода Ньютона. Непрерывные распределения случайных величин в теории надежности: случайная величина и событие.
контрольная работа [51,8 K], добавлен 30.06.2011Определение основных показателей надежности радиоэлектронных устройств: среднего времени и вероятности безотказной работы, гамма-процентной наработки до отказа. Выбор элементов печатного узла. Расчет коэффициента электрической нагрузки для конденсатора.
курсовая работа [562,4 K], добавлен 07.07.2012Расчет количественных характеристик надежности невосстанавливаемых элементов, построение графика их зависимости от времени. Определение времени безотказной работы и восстановления системы после отказа. Расчет надежности триггера при заданных параметрах.
контрольная работа [438,5 K], добавлен 10.02.2013Среднее время и вероятность безотказной работы. Гамма-процентная наработка до отказа. Краткое описание метода моделирования на ЭВМ отказов элементов. Решение задачи на ЭВМ и описание используемых операторов. Аналитический расчет показателей надежности.
курсовая работа [38,9 K], добавлен 12.06.2010Построение графика изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1-0.2 по структурной схеме надежности технической системы. Определение процентной наработки технической системы.
практическая работа [449,1 K], добавлен 08.05.2010Основные количественные показатели надежности технических систем и методы ее повышения. Расчет показателей и построение структурной схемы надежности технологического процесса при помощи уменьшения интенсивности отказов и структурного резервирования.
курсовая работа [338,2 K], добавлен 09.07.2011Определение интенсивности, частоты и вероятности отказов, времени безотказной работы, гарантийного срока службы радиоэлектронной аппаратуры с учетом ее режимов работы и условий эксплуатации. Расчет необходимого количества прилагаемых запасных элементов.
контрольная работа [76,0 K], добавлен 20.01.2016Назначение и принцип действия ретранслятора инфракрасных сигналов для домашней сети. Обеспечение эксплуатационных требований, технологичности, ремонтопригодности. Обоснование выбора конструкции. Расчет надежности и коэффициента заполнения платы.
курсовая работа [55,3 K], добавлен 19.09.2014Понятие надежности и его значение для проектирования и эксплуатации технических элементов. Основные понятия теории надежности. Резервы повышения надежности радиоэлектронных элементов и возможности их реализации. Расчет надежности типового устройства.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 25.01.2012Расчет среднего времени безотказной работы системы методом статистического моделирования. Интенсивность отказов и вероятность безотказной работы элементов. Причины возникновения отличий вероятностей, вычисленных при аналитическом и статистическом методе.
контрольная работа [531,0 K], добавлен 30.01.2013Анализ зависимости качества работы компенсационного стабилизатора напряжения от разброса параметров электронных компонентов, входящих в его состав. Рассчет приемочного значения основного показателя надежности. Построение оперативной характеристики.
контрольная работа [61,8 K], добавлен 31.07.2010Расчет надежности электрической сети по средне-групповым интенсивностям отказов. Резервирование как метод повышения надежности системы введением избыточных элементов. Защита их и всей конструкции от воздействия окружающей среды. Расчет запасных элементов.
контрольная работа [470,1 K], добавлен 24.05.2014Описание исходных данных, используемых для прогнозирования эксплуатационной надежности элементов. Коэффициенты электрической нагрузки элементов, эксплуатационная интенсивность отказов. Определение показателей безотказности РЭУ. Анализ результатов.
контрольная работа [109,1 K], добавлен 16.06.2012Расчет на надежность схемы блока стабилизаторов катушечного магнитофона. Порядок предварительного расчета надежности. Зависимость вероятности безопасной работы, отказов системы и их частоты от времени. Расчет необходимого комплекта запасных элементов.
реферат [1002,0 K], добавлен 07.02.2016Ориентировочный и уточненный расчеты надежности эксплуатации электрооборудования. Коэффициенты нагрузки электротехнических устройств. Расчет результирующей вероятности безотказной работы. Многоканальный блок управления и защиты электродвигателей.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 31.03.2009