Реферати

Курсова робота: Надійність функціонування систем

Вірусний маркетинг 2. НОУ ВТО Московський Інститут Реклами Туризму і Шоу Бізнесу Реферат По Інформаційних технологіях На тему: Вірусний маркетинг Роботу виконала: студентка 3курси факультету реклами очного відділення

Юридичні особи 2. 1. Юридичні особи а) Юридичною особою, відповідно до п. 1 ст. 48 Цивільного кодексу РФ, визнається організація, що має у власності, господарському чи веденні оперативному керуванні відособлене майно і відповідає за своїми обов'язками цим майном, може від свого імені здобувати і здійснювати майнові й особисті немайнові права, нести обов'язку, бути позивачем і відповідачем у суді.

Теорія автомобілів. Державний комітет зі справ науки і вищої школи РФ Розрахунково-пояснювальна записка до курсовій роботі з дисципліни: "Теорія експлутационних властивостей автомобіля".

Економічний зміст податку на додаткову вартість. РЕФЕРАТ по предметі "Податки й оподатковування" на тему "Економічний зміст ПДВ" Зміст: Уведення......3 Економічний зміст ПДВ......4

Сприйняття споживачем рекламної інформації. Міністерство спорту і туризму Республіки Бєларус Білоруський державний університет фізичної культури Інститут туризму Информационно- рекламна діяльність у туризмі

Зміст

Введення

1. Постановка задачі

2. Математичні і алгоритмічні основи рішення задачі

3. Функціональні моделі і блок-схеми рішення задачі

4. Програмна реалізація рішення задачі

5. Приклад виконання програми

Висновок

Список використаних источникови літератури

Введення

Більшість систем спроектовано таким чином, що при відмові будь-якого з елементів система відмовляє. При аналізі надійності такої системи передбачаємо, що відмова будь-якого з елементів носить випадковий і незалежний характер і не спричиняє зміни характеристик (не порушує працездатності) інших елементів.

З точки зору теорії надійності в системі, де відмова будь-якого з елементів приводить до відмови системи, елементи включені по основній схемі або послідовно.

У понятті відмови закладений фізичний аналог електричної схеми з послідовним включенням елементів, коли відмова будь-якого з елементів пов'язана з розривом ланцюга. Але дуже часто при розрахунках надійності доводиться фізичне паралельне включення елементів розглядати як послідовне включення розрахункових елементів. Наприклад, деякий споживач споживає електроенергію по двох однакових кабелях, причому перетин жил одного кабеля не спроможний пропустити все електричне навантаження споживача. При виході з ладу одного кабеля, той, що залишився в роботі попадає під недопустиме перевантаження, і цей кабель за допомогою захисту відключається - система електропостачання відмовляє, тобто відмова одного з кабелів викликає відмову електропостачання. Отже, при розрахунку надійності кабелі, як розрахункові елементи, мають послідовну основну схему включення.

Надійність технічного об'єкта будь-якої складності повинна забезпечуватися на всіх етапах його життєвого циклу: від початкової стадії виконання проектно-конструкторської розробки до заключної стадії експлуатації. Основні умови забезпечення надійності складаються в суворому виконанні правила, званого тріадою надійності: надійність закладається при проектуванні, забезпечується при виготовленні і підтримується в експлуатації. Без суворого виконання цього правила не можна вирішити задачу створення високонадежних виробів і систем шляхом компенсації недоробок попереднього етапу на подальшому.

Якщо в процесі проектування належно не вирішені всі питання створення пристрою або системи із заданим рівнем надійності і не закладені конструктивні і схемние рішення, що забезпечують безвідмовне функціонування всіх елементів системи, то ці недоліки часом неможливо усунути в процесі виробництва і їх наслідку приведуть до низької надійності системи в експлуатації. У процесі створення системи повинні бути в повному об'ємі реалізовані всі рішення, розробки і вказівки конструктора (проектувальника).

Важливе значення в підтримці, а точніше в реалізації необхідного рівня надійності має експлуатація. При експлуатації повинні виконуватися встановлені інструкціями умови і правила застосування пристроїв, наприклад, електроустановок; своєчасно прийматися заходи по вивченню і усуненню причин виявлених дефектів і несправностей; аналізуватися і узагальнюватися досвід використання пристроїв.

Метою даної курсової роботи є розрахунок надійності функціонування систем (Лісп-реалізація).

1. Постановка задачі

Під надійністю розуміють властивість об'єкта зберігати у часі у встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання і транспортування;

Надійність є комплексною властивістю, яка в залежності від призначення об'єкта може включати безвідмовність, ремонтопригодность і довговічність або поєднання цих властивостей. Термін Надійність використовується тільки для описів загального характеру в некількісному вираженні.

Показник надійності - кількісна характеристика одного або декількох властивостей, що становлять надійність об'єкта.

Потрібно реалізувати розрахунок надійності функціонування систем.

Приклад розрахунку надійності системи, зібраної по основній схемі.

На малюнку 1a, представлена схема включення конденсаторной батареї (l2= l3=... l11= 0,01 1/рік, = 0,024 1/рік). Конденсатори вибрані так, що при виході з ладу будь-якого з них батарея не виконує своїх функцій, тобто з точки зору надійності вона відмовляє.

Відмовляє вона також при перегорання запобіжника 1. Отже, ми сформулювали поняття відмови - при відмові будь-якого з елементів система, що складається з 11 елементів, відмовляє. На малюнку 1б зображена розрахункова схема надійності, де всі елементи включені послідовно.

Інтенсивність відмов конденсаторной батареї складе:.

Малюнок 1. Схема конденсаторной батареї

На малюнку 1в батарея представлена еквівалентним елементом з інтенсивністю відмов lo. По відношенню до більш складної системи (схемі), в якою складовою частиною є конденсаторная батарея, ця установка буде елементом з параметром lo.

Імовірність безвідмовної роботи батареї за рік рівна:.

Середнє напрацювання повністю рівне:

року.

Результат розрахунку доводить, що надійність батареї конденсаторів, що неремонтується, за 1 рік безперервної роботи, мала. Для забезпечення більш високого рівня її надійності необхідно передбачити більш якісне технічне обслуговування.

Розглянемо випадок, коли елементи включені паралельно.

Надійність дільниці логічної схеми:.

2. Математичні і алгоритмічні основи рішення задачі

Передбачимо, що система складається з n послідовно включених елементів. З теорії імовірностей відомо, що якщо визначені імовірності появи декількох незалежних випадкових подій, то збіг цих подій визначається як твір імовірностей їх появлений. У нашому випадку прецездатний стан будь-якого з n елементів системи оцінюється як імовірність безвідмовної роботи елемента. Система буде знаходитися в прецездатний стані тільки при умові збігу прецездатний станів всіх елементів. Таким чином, працездатність системи оцінюється як твір імовірностей безвідмовної роботи елементів:,

(2.1)

де - імовірність безвідмовної роботи i-го елемента. Система, як і елемент, може знаходитися в одному з двох несумісних станів: відмови або працездатності. Отже,,

де Q (t) - імовірність відмови системи, визначувана по вираженню:.

(2.2)

При довільному законі розподілу часу напрацювання повністю для кожного з елементів:,

(2.3)

де - інтенсивність відмов i-го елемента.

Імовірність безвідмовної роботи системи відповідно запишеться:.

(2.4)

По вираженню (2.4) можна визначити імовірність безвідмовної роботи системи повністю першого при будь-якому законі зміни інтенсивності відмов кожного з n елементів у часі. Для найчастіше вживаної умови вираження (2.4) прийме вигляд:,

(2.5)

де можна представити як інтенсивність відмов системи, зведеної до еквівалентного елемента з інтенсивністю відмов:.

(2.6)

Таким чином, систему з n послідовно включених елементів легко замінити еквівалентним елементом, який має експонентний закон розподілу імовірності безвідмовної роботи. А це означає, якщо, то середнє напрацювання повністю системи.

(2.7)

Вірно також і те, що при умові:, шукана величина визначиться як.

(2.8)

Для паралельного навантаженого логічного з'єднання імовірність відмови системи рівна твору імовірностей відмови елементів. Функція ненадійності системи,

(2.9)

де - функція ненадійного j-го елемента.

При паралельному ненавантаженому логічному з'єднанні функція надійності дільниці логічної схеми, що складається з k однаково надійних елементів, обчислюється по формулі:

(2.10)

Загальна нестача викладеного вище наближеного розрахунку надійності - мала і недостовірна інформація про надійність типових елементів.

Розрахунки надійності при проектуванні доцільно завершити моделюванням процесів появи відмов систем і випробуванням перших дослідних зразків. У ході моделювання виявляються інтенсивності відмов систем через поступові зміни параметрів елементів. При випробуваннях уточнюються діючі на елементи навантаження і дані про надійність окремих елементів.

3. Функціональні моделі і блок-схеми рішення задачі

Функціональні моделі і блок-схеми рішення задачі представлені на малюнку 2 - 7.

Умовні позначення: LST- інтенсивність відмов елементів; Р- працездатність системи; L- інтенсивність відмов елементів; TME- період роботи системи; X- робоча змінна.

Малюнок 2 - Функціональна модель рішення задачі для функції CAPACITY_IN_CASCADE_CON

Малюнок 3 - Функціональна модель рішення задачі для функції FALL_OVER_IN_CASCADE_CON

Малюнок 4 - Функціональна модель рішення задачі для функції CAPACITY_RANDOM_TIME

Малюнок 5 - Функціональна модель рішення задачі для функції TIME_BEFORE_FALL_OVER

Малюнок 6 - Функціональна модель рішення задачі для функції CAPACITY_PARALLEL_CON

Малюнок 7 - Функціональна модель рішення задачі для функції FACTORIAL

4. Програмна реалізація рішення задачі

;

Р - ПРАЦЕЗДАТНІСТЬ СИСТЕМИ;

Q - ВІДМОВА СИСТЕМИ;

1 - ПОСЛІДОВНЕ З'ЄДНАННЯ - CASCADE_CONNECT;

2 - ПАРАЛЕЛЬНЕ НАВАНТАЖЕНЕ З'ЄДНАННЯ - PARALLEL_CONNECT_LOAD;

3 - ПАРАЛЕЛЬНЕ НЕ НАВАНТАЖЕНЕ З'ЄДНАННЯ - PARALLEL_CONNECT;

ПРАЦЕЗДАТНІСТЬ СИСТЕМИ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ З'ЄДНАННІ

(CAPACITY_IN_CASCADE_CON (LST)

(

(NULL LST)( 0)

(ATOM LST)( LST)

(Т (* (CAPACITY_IN_CASCADE_CON (CAR LST)) (CAPACITY_IN_CASCADE_CON (CDR LST))))

)

);

ВЕРОЯТНОСТЬОТКАЗАСИСТЕМИ

(FUN FALL_OVER_IN_CASCADE_CON (Р)

(- 1 Р)

);

ПРИ ДОВІЛЬНОМУ ЗАКОНІ РОЗПОДІЛУ ЧАСУ;

ИНТЕНСИВНОСТЬОТКАЗОВСИСТЕМИ

(FALL_OVER_RANDOM_TIME (LST)

(

(NULL LST)( 0)

(ATOM LST)( LST)

(Т (+ (FALL_OVER_RANDOM_TIME (CAR LST)) (FALL_OVER_RANDOM_TIME (CDR LST))))

)

);

ІМОВІРНІСТЬ БЕЗВІДМОВНОЇ РОБОТИ СИСТЕМИ

(FUN CAPACITY_RANDOM_TIME (L TME)

(EXP (* - 1 L TME))

);

НАПРАЦЮВАННЯ ПОВНІСТЮ СИСТЕМИ

(FUN TIME_BEFORE_FALL_OVER (L)

(/ 1 L)

);

ПАРАЛЕЛЬНЕ НАВАНТАЖЕНЕ;

ІМОВІРНІСТЬ ВІДМОВИ

(FALL_OVER_PARALLEL_CON_LOAD (LST)

(

(NULL LST)( 1)

(ATOM LST)( LST)

(Т (* (FALL_OVER_PARALLEL_CON_LOAD (CAR LST)) (FALL_OVER_PARALLEL_CON_LOAD (CDR LST))))

)

);

ПАРАЛЕЛЬНЕ неНАВАНТАЖЕНЕ

(FACTORIAL (X)

(

(EQL X 0)( 1)

(EQL X 1)( 1)

(Т (* X (FACTORIAL (- X 1))))

)

)

( SUM_CAPACITY_PARALLEL_CON (L TME N)

(D

(= N - 1)( 0)

(Т (FLOAT (+ (/ (EXPT (* L TME) N) (FACTORIAL N)) (SUM_CAPACITY_PARALLEL_CON L TME (- N 1)))))

)

);

РАБОТОСПОСОБНОСТЬСИСТЕМИ

(FUN CAPACITY_PARALLEL_CON (L TME N)

(* (SUM_CAPACITY_PARALLEL_CON L TME N) (EXP (* - 1 L TME)))

)

(FUN GET_RES (CON L TME OUPUT)

(OND;

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕСОЕДИНЕНИЕ

(N 1)

(SETQ L (FALL_OVER_RANDOM_TIME L))

(PRINT (LIST 'INTENSIVNOST_OTKAZA '= L) OUPUT)

(PRINT (LIST 'VEROYATNOST_BEZOTKAZNOI_RABOTY '= (CAPACITY_RANDOM_TIME L TME)) OUPUT)

(PRINT (LIST 'SREDNYA_NARABOTKA_DO_OTKAZA '= (TIME_BEFORE_FALL_OVER L)) OUPUT)

);

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕНАГРУЖЕННОЕСОЕДИНЕНИЕ

( 2)

(PRINT (LIST 'VEROYATNOST_OTKAZA '= (FALL_OVER_PARALLEL_CON_LOAD L)) OUPUT)

(SETQ NUM (LENGTH L))

(SETQ L (FALL_OVER_RANDOM_TIME L))

(PRINT (LIST 'INTENSIVNOST_OTKAZA '= L) OUPUT)

(PRINT (LIST 'RABOTOSPOSOBNOST_SYSTEMY '= (CAPACITY_PARALLEL_CON L TME NUM)) OUPUT)

);

ПАРАЛЕЛЬНЕ неНАВАНТАЖЕНЕ З'ЄДНАННЯ

(3)

(SETQ NUM (LENGTH L))

(SETQ L (FALL_OVER_RANDOM_TIME L))

(PRINT (LIST 'INTENSIVNOST_OTKAZA '= L) OUPUT)

(SETQ Р (CAPACITY_PARALLEL_CON L TME NUM))

(PRINT (LIST 'RABOTOSPOSOBNOST_SYSTEMY '= Р) OUPUT)

(PRINT (LIST 'VEROYATNOST_OTKAZA '= (FALL_OVER_IN_CASCADE_CON Р)) OUPUT)

)

)

);

"ПОЛУЧАЕМСОЕДИНЕНИЕСИСТЕМИ

(SETQ INPUT (OPEN D: \SYSTEM. TXT":DIRECTION: INPUT))

(SETQ CONNECT (READ INPUT))

(SETQ L (READ INPUT))

(SETQ TME (READ INPUT))

(CLOSE INPUT)

("SETQ OUTPUT (OPEN D: \RESULT. TXT":DIRECTION: OUTPUT))

(GET_RES CONNECT L TME OUTPUT)

(TERPRI OUTPUT)

(CLOSE OUTPUT);

КІНЕЦЬ

5. Приклад виконання програми

Приклад 1.

Малюнок 8 - Вхідні дані: послідовне з'єднання, інтенсивність відмов елементів, період - 1 рік

Малюнок 9 - Вихідні дані: інтенсивність відмови, імовірність безвідмовної роботи системи, середнє напрацювання повністю

Приклад 2.

Малюнок 10 - Вхідні дані: паралельне навантажене з'єднання, інтенсивність відмов елементів, період - 2 року

Малюнок 11 - Вихідні дані: імовірність відмови роботи системи, інтенсивність відмови, працездатність системи

Приклад 3.

Малюнок 12 - Вхідні дані: паралельне ненавантажене з'єднання, інтенсивність відмов елементів, період - 1 рік

Малюнок 13 - Вихідні дані: інтенсивність відмови, працездатність системи, імовірність відмови системи

Висновок

Проблема підвищення якості обчислень, як невідповідність між бажаним і дійсним, існує і буде існувати надалі. Її рішенню буде сприяти розвиток інформаційних технологій, який укладається як у вдосконаленні методів організації інформаційних процесів, так і їх реалізації за допомогою конкретних інструментів - серед і мов програмування.

Підсумком роботи можна вважати створену функціональну модель розрахунку надійності функціонування систем. Створена функціональна модель і її програмна реалізація можуть служити органічною частиною рішення більш складних задач.

Список використаних источникови літератури

1. Бронштейн И. Н. Справочник по математиці для інженерів і учнів втузов [Текст] / І. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - М.: Наука, 2007. - 708 з.

2. Кремер Н. Ш. Висшая математика для економістів: підручник для студентів вузів. [Текст] / Н. Ш. Кремер, 3-е видання - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. C.412.

3. Круглов В. В. Нечеткая логіка і штучні нейронні мережі. [Текст] / В. В. Круглов, М. І. Длі, Р. Ю. Голунов. - М.: Питер, 2001. C.224.

4. Лекції по надійності [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.prostoev.net/modules/myarticles/admin/index. php? op=edit&storyid=86#4.

5. Методи розрахунку надійності [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://reliability-theory.ru/topics/t3r1part1.html

6. Симанков В. С. Основи функціонального програмування [Текст] / В. С. Симанков, Т. Т. Зангиєв, І. В. Зайцев. - Краснодар: КубГТУ, 2002. - 160 з.

7. Степана П. А. Функциональноє програмування на мові Lisp. [Електронний ресурс] / П. А. Степанов, А. В. Бржезовський. - М.: ГУАП, 2003. С.79.

8. Хювенен Е. Мір Ліспа [Текст] / Е. Хювенен, Й. Сеппянен. - М.: Мир, 1990. - 460 з.