Пособие КиНЭС. Министерстерство образования и науки российской федерации

• Название: Министерстерство образования и науки российской федерации
• Анкор: Пособие КиНЭС
• Дата: 02.10.2022
• Размер: 0.95 Mb.
• Имя файла: Пособие КиНЭС.docx
• Тип: Документы; #709465
• страница: 12 из 15

Понятие о резервировании ЭС.

На рис.25 приведена последовательная модель надежности ЭС.


Рис. 25. Схема последовательной модели надежности ЭС
На рис. 25: P(t)- вероятность безотказной работы элемента ЭС ;

m- число элементов ЭС.

Последовательная модель надежности состоит из нескольких ( не менее двух) элементов ЭС, соединенных последовательно. При таком соединении отказ одного элемента приводит к отказу ЭС в целом.

Примем относительно компонентов модели надежности ЭС следующие допущения: отказы элементов не зависят друг от друга и являются случайными событиями; отказ одного элемента приводит к отказу системы; отказавшие элементы не восстанавливаются. При этих условиях вероятность безотказной работы всего ЭС ( Р_А ) согласно теореме умножения вероятностей равна:

, где . (25)

Из данного выражения следует, что рост сложности ЭС (это связано с увеличением числа элементов m) непос­редственно отражается на его надежности ( вероятности безотказной работы ).

Например, при имеем:

для m=1 Р_А(t)=0,9 ; для m=2 Р_А(t)=0,81; для m=10 Р_А(t)=0,35.

Или обратная задача: m=1000000, а Р_А зад.(t)=0,99.

Тогда для получения Р_А зад.(t) необходимо значение р_i(t)=0,99999999.

Таким образом, необходимое условие получения высокого значения Р_А(t) - наличие высоких значений р_i(t) элементов. В тех случаях, когда требуется высокая надежность ЭС, а элементы имеют недостаточно высокие значения р_i(t), наиболее эффективным способом является метод резервирования.

Резервирование - введение в изделие допол­нительного числа элементов и связей между ними по сравнению с минимально необходимым для его нормального функционирования с целью повышения надежности.

Сущность резервирования элемента ЭС показана на рис. 26.



Рис. 26.Схема резервирования элемента ЭС

На рис 26: ОЭ-основной элемент принципиальной схемы изделия (конденсатор, резистор, транзистор, микросхема, функциональный узел и т.д.); РЭ-резервный элемент (аналогичный , т.е. полностью идентичный основному элементу).

ОЭ и РЭ составляют в совокупности резервную группу.

Изделие нормально функционирует до момента отказа ОЭ. После отказа ОЭ с помощью переключающего устройства ОЭ отключается и подключается в схему РЭ. Отказом изделия является событие, когда откажет РЭ.

Рис. 26 представляет параллельную модель надежности ЭС.

Для последовательной модели надежности ЭС ( рис.25), если элементов m и они имеют одинаковую вероятность безотказной работы , т.е.

, имеем:

. (26)

Для параллельной модели надежности ЭС ( рис.26):

.

При : .

Если резервных элементов m-1, то для параллельной модели надежности ЭС

. (27)

при . (28)

Для отключения ОЭ (при отказе) и подключения РЭ требуется переключающее устройство.

Переключающее устройство - совокупность деталей, элементов, конструкций и связей между ними , введенная в принципиальную схему изделия для индикации отказа ОЭ, отключения отказавшего элемента и подключения РЭ. Показатели безотказности переключающего устройства должны быть выше показателей безотказности элементов резервной группы.

Недостатки резервирования - увеличение габаритов, веса и стоимости ЭС.

На практике резервируют ЭС, отказы которых недо­пустимы по условиям работы (изделия специального назна­чения, космические объекты и др.).