SU1282155A1 - Устройство дл статистического моделировани сложных систем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сплошных систем. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет моделировани  процесса восстановлени  с учетом глубины контрол  элементов сплошной системы . Устройство содерхсит одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, элемент И, два элемента запрета,элемент задержки, триггер результата, генератор случайных напр жений, группу пороговых элементов, регистр пам ти , дешифратор, генератор случайного номера отказавшего элемента,группу ключевых элементов, наборное поле,ге- кератор случайных временных интерва- tg нов восстановлени . 1 ил. . (Л

Description

to

00 Ь5

СЛ СЛ

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сложных систем.. .

Цель изобретени  - расширение функг циональных возможностей за счет моделировани  процесса восстановлени  с учетом глубины контрол  элементов сложной системы.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов отказов,

«О

-осто ние, отпира  тем самым ключевые схемы 7 , . .., 7. ,..., 7, опро- кидьшает в исходное состо ние триггер 13 результата и запускает одно- /вибратор 2, которьй открывает элемент ,11 3 на заданное врем , соответствующее времени работы системы. В течение этого времени импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов отказов поступают на вход генератора 4 и запускают его. При этом с приходом каждого запускающего импульса на выходе генератора 4 формируетс  одно случайное число, которое поступает

одновибратор 2, элемент И 3, генера- 5 на входы дешифратора 5, где дешифру

-осто ние, отпира  тем самым ключевые схемы 7 , . .., 7. ,..., 7, опро- кидьшает в исходное состо ние триггер 13 результата и запускает одно- /вибратор 2, которьй открывает элемент ,11 3 на заданное врем , соответствующее времени работы системы. В течение этого времени импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов отказов поступают на вход генератора 4 и запускают его. При этом с приходом каждого запускающего импульса на выходе генератора 4 формируетс  одно случайное число, которое поступает

етс  и по соответствующей шине i опрокидывает тот триггер регистра 6 пам ти, номер которого соответствует номеру выходной шины дешифратора 5.

тор 4 случайного номера отказавшего ч элемента, дешифратор 5, регистр 6 пам ти , группу 7 ключевых элементов, элемент 8 задержки, первый элемент 9 запрета, формирователь 10 импульсов, 20 .При этом запираетс  ключ 7/ , что со- второй элемент 11 запрета, генератор ответствует отказу i-ro элемента 12 случайных временных интервалов вое- сложной системы, становлени , триггер 13 результата. Каждый запускающий импульс задерживаетс  элементом 8 задержки на вре-

наборное поле 14, генератор 15 случай ных напр жений и группу пороговых элементов 16.

эУстройство ориентировано на восстанавливаемые сложные системы, дл  которых существенный интерес представл ют показатели надежности на конец времени эксплуатации и характерно следующее: система содер шт m различчых элементов: по вление количества- отказов элементов 0,1,2,3,,.. ,т и врем  по влени  каждого отказа в Пре- делах всего времени эксплуатации системы подчин ютс  любым заданным законам распределени , в том числе по- лученнпм экспериментально 5в процессе . эксплуатации работоспособность системы непрерывно контролируетс ; глубина контрол  элементов систе1 1ы (веро тность обнаружени  отказов элемен- - тов) различна и может лежать в пределах О - 1; в случае потери работоспособности система немедленно восстанавливаетс , обнаружение и устранение отказов элементов зависит от глубины контрол  этих элементов; вре25

живаетс  элементом 8 задержки на вре

30

м  от момента генераьщи случайного числа в генераторе.4 до момента запирани  соответствующей ключевой скемь и подаетс  на вход моделирующей , набранной на наборном поле, схе мы дл  испытани  ее на проводимость, и на вход элемента 9 запрета. Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом отлична от нул , что соответствует работоспо- 35 собному состо нию сложной системы,

этот импульс по вл етс  на выходе мо - делирующей схемы и поступает на управл ющий вход элемента 9 запрета. При этом он запираетс  и импульс с его входа на выход не поступает.

Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и вькодом рав на нулю, что соответствует отказу сложной системы, запирающего импульс на управл ющем входе элемента 9 не будет, и импульс с информационного входа поступает на его выход.

Факт отказа сложной системы фикси руетс , таким образом, наличием им40

45

м  восстановлени  подч1:н етс  любому пульса на выходе элемента 9 запрета.

заданному закону распределени , в том числе полученному экспериментально .

Устройство работает следую1цим об- разом.

Сигнал опроса, соответствующий статистической реализации, устанавливает регистр 6 пам ти в исходное

етс  и по соответствующей шине i опрокидывает тот триггер регистра 6 пам ти, номер которого соответствует номеру выходной шины дешифратора 5.

.При этом запираетс  ключ 7/ , что со- ответствует отказу i-ro элемента сложной системы, Каждый запускающий импульс задер

живаетс  элементом 8 задержки на вре-

м  от момента генераьщи случайного числа в генераторе.4 до момента запирани  соответствующей ключевой скемь и подаетс  на вход моделирующей , набранной на наборном поле, схемы дл  испытани  ее на проводимость, и на вход элемента 9 запрета. Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом отлична от нул , что соответствует работоспо- собному состо нию сложной системы,

этот импульс по вл етс  на выходе мо- делирующей схемы и поступает на управл ющий вход элемента 9 запрета. При этом он запираетс  и импульс с его входа на выход не поступает.

Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и вькодом равна нулю, что соответствует отказу сложной системы, запирающего импульса на управл ющем входе элемента 9 не будет, и импульс с информационного входа поступает на его выход.

Факт отказа сложной системы фиксируетс , таким образом, наличием им

Этот импульс запускает генератор 12 случайных временных интервалов, на выходе которого формируетс  импульс напр жени  случайной длительно.ти, соответствующей времени восстановлени  системы в данной статистической реализации, который запускает генератор 13 случайных напр жений Импульс

с генератора 15 случайных напр жений поступает на входы пороговых элементов группы пороговых элементов 16. Длительность импульса определ етс  длительностью восстановлени , а ампли-5 туда случайна и определ ет веро тность обнаружени  отказа элемента. Порог, установленный на i-м элементе,соответствует глубине контрол  (требуемой веро тности обнаружени  отказа) i-ro О элемента сложной системы.

В этом случае, если импульс с генератора 15 случайных напр жений ниже порога чувствительности Г-го порогового элемента, то i-й триггер регист- 5 ра 6 пам ти удерживаетс  в состо нии, соответствующем отказу элемента,одновременно на врем  восстановлени  запираетс  элемент 11 запрета.

т.е. триггер в исходном

триггер 13 не пройдет, 13 результата остаютс  состо нии. Этот случай соответствуе тому, что в момент конца работы сис тема неработоспособна. Така  реализ ци  считаетс  неуспешной.

Если запирающего напр жени  на входе элемента 11 запрета нет, то импульс с его информационного входа поступает на выход и опрокидьюает триггер 13 результата. В этом случае считаетс , что в момент окончани  работы система работоспособна, а сама реализаци  успешна.

Таким образом, анализиру  состо ние триггера результата в каждой ре ализации цикла статистических испы ;таний можно получить оценку надежнос ти сложной системы на момент окончаТаким-образом , по окончании времен-20 ни  ее работы с учетом восстановле

ного интервала восстановлени , соответствующего времени восстановлени  системы, восстанавливаютс  не все элементы системы, а только те, глубина контрол  (веро тность обнаружени  отказа) которых, набранна  на пороговых элементах, оказалась пороговой генератора 15 случайных напр жений.

В результате в системе могут остатьс  невосстановленными отказавшие элементы, и в следующий после восстановлени  этап эксплуатации система вступит, уже име  неисправности (отказы элементов). С ростом же количества накопленных в системе неисправ ностей растет и веро тность того,что по вление следующий неисправности может привести к отказу всей системы в целом и ее снова придетс  восстанавливать , а увеличение количества восстановлений системы в процессе ее эксплуатации .может существенно ухудшить ее качественные показатели, в частности показатели ее надежности.

По окончании времени моделировани  задним фронтом импульса с выхода одно вибратора 2 запускаетс  формирователь 10 импульсов,который формирует на выходе один импульс, момент по влени  которого соответствует времени окон- чани  статистической реализации .(работы системы). Этот импульс поступает на вход второго элемента 11 запрета. Если в момент окончани  статистической

реализации система находитс  в режиме 55 пуска формировател  импульсов и парвосстановлени , то элемент 11 запрета по напр жению с выхода генератора 12 . и импуль ; от формировател  10 на

т.е. триггер в исходном

триггер 13 не пройдет, 13 результата остаютс  состо нии. Этот случай соответствует тому, что в момент конца работы система неработоспособна. Така  реализаци  считаетс  неуспешной.

Если запирающего напр жени  на входе элемента 11 запрета нет, то импульс с его информационного входа поступает на выход и опрокидьюает триггер 13 результата. В этом случае считаетс , что в момент окончани  работы система работоспособна, а сама реализаци  успешна.

Таким образом, анализиру  состо ние триггера результата в каждой ре ализации цикла статистических испы- ;таний можно получить оценку надежности сложной системы на момент оконча0

5

0

НИИ как отношение количества успешных реализаций к объему выборки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  статистического моделировани  сложных систем, содержащее регистр пам ти, триггер результата , наборное поле, группу ключевых элементов, одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, дешифратор, .генератор случайных временных интервалов восстановлени , элемент задержки , элемент И, два элемента запрета и генератор случайного номера отказавшего элемента, группа выходов которого через дешифратор соединена с группой разр дных входов регистра пам ти соответственно, выходы которого подключены к управл ющим входам ключевых элементов, информационные входы и выходы которых соединены с соответствующими контактами наборного пол , соедин емыми в соответствии с топологией моделируемой системы и подключенными соответственно к информационному и управл ющему входам первого элемента запрета, вход одновиб- ратора  вл етс  входом запуска устройства и соединен с установочным входом регистра пам ти и нулевым входом триггера результата, а выход одновибратора подключен к входу за-

   вому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов отказов , а выход подключен к входу генератора случайного номера отказавшего элемента и через элемент задержки - к информационному входу первого; элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных временных интервалов восстановлени ,выход которого подключен к управл ющему входу второго элетем , что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет моделировани  процесса восстановлени  с учетом глубины контрол  элементов сложной системы, оно дополнительно содержит генератор случайных напр жений и группу пороговых элементов , выходы которых подключены соот-, ветственно к входам установки в исходмента запрета,информационный вход ко- Ю ное состо ние разр дов регистра пам - торого соединен с выходом формировател  импульсов, а выход - с единичным входом триггера результата, единичный выход -которого  вл етс  выходом устройства, отличаюпдеес 

   J5

   ратора случайных напр жений, вход запуска которого подключен к выходу генератора случайных временных интервалов восстановлени .

   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет моделировани  процесса восстановлени  с учетом глубины контрол  элементов сложной системы, оно дополнительно содержит генератор случайных напр жений и группу пороговых элементов , выходы которых подключены соот-, ветственно к входам установки в исходное состо ние разр дов регистра пам -

   ное состо ние разр дов регистра пам -

   ратора случайных напр жений, вход запуска которого подключен к выходу генератора случайных временных интервалов восстановлени .