Методы обеспечения надежности на этапе проектирования РЭС

 

 

 

Смешанное резервирование. Обобщенная модель резервирования для этого случая имеет вид, представленный на рис. 2.3. В ней выделены для удобства три группы (I...III) с одинаковыми методами резервирования. Согласно рис. 2.3 вероятность безотказной работы РЭС P_c(t) со смешанным резервированием имеет вид

 

где надежности выделенных групп (I…III) будут соответственно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. Модель РЭС при смешанном резервировании

 

Таким образом, независимо от сложности реальной РЭС структурная схема надежности может быть представлена комбинацией последовательных, параллельных и последовательно-параллельных соединений элементов.

Мажоритарное резервирование, в отличие от рассмотренных выше разновидностей структурного резервирования и применяемых для резервирования как аналоговых, так и цифровых систем, используется для резервирования только цифровых РЭС. При мажоритарном резервировании сигнал в двоичном коде подается на нечетное число идентичных элементов. С выходов этих элементов сигналы поступают на вход так называемого решающего элемента, назначением которого является выделение из групп сигналов, среди которых могут быть и ошибочные, безошибочного сигнала. Выходной сигнал формируется на основании закона, положенного в основу функционирования решающего элемента. Простейший и наиболее широко распространенный закон, на основании которого принимается решение, - это закон большинства, или мажоритарный закон.

Решающий элемент, реализующий этот закон, называется мажоритарным элементом. В этом случае его выходной сигнал всегда принимает значение, равное значению большинства входных сигналов. Наиболее распространены мажоритарно резервированные элементы, реализующие операцию «два из трех» (рис. 2.4).

 

Рис. 2.4. Модель мажоритарного резервирования

 

 

Определим вероятность безотказной работы мажоритарно резервированного элемента, если известны надежности p_i(t)(i = ) идентичных элементов и надежность p_p(t) решающего элемента. Для наглядности воспользуемся таблицей истинности, отражающей всевозможные состояния элементов (рис. 2.4) (0 - отказ элемента; 1 - его работоспособность).

Таблица 2.1

Таблица истинности мажоритарной модели резервирования

1-й элемент	2-й элемент	3-й элемент	Решающий элемент
0	1	1	1
0	0	1	0
0	1	0	0
0	0	0	0
1	1	1	1
1	0	0	0
1	1	0	1
1	0	1	1

 

Считая p_i(t)=p(t), i = и пользуясь данными таблицы, можно найти вероятность безотказной работы мажоритарно резервированного элемента P_м(t) в предположении, что решающий элемент обладает идеальной надежностью p_p(t)=1. Выбирая в таблице строки только с единицами в последнем столбце, можно записать:

 

Подставляя в (2.19) q_i(t)=1−p(t) и p_i(t)=p(t), имеем:

 

 

Если решающий элемент неидеален, то

 

                                            (2.21)

Помимо мажоритарного элемента «два из трех» используются и более сложные элементы, например «три из пяти».

Резервирование применяется обычно в сложных технических системах, отказы в которых недопустимы по условиям работы: бортовых системах космических аппаратов, цифровых РЭС высоких уровней и т. д. Применяя резервирование, надо помнить, что оно усложняет структурную схему РЭС, увеличивает их массу, габариты и стоимость. Поэтому с целью выбора наиболее оптимального решения необходимо учитывать цену увеличения надежности РЭС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Бородин С.М. Обеспечение надежности при проектировании РЭС. Учебное пособие /С.М. Бородин. – Ульяновск: УлГТУ, 2010. – 106 с.