| |||||
МЕНЮ
| Резервирование с применением мажоритарного элементаРезервирование с применением мажоритарного элементасмотреть на рефераты похожие на "Резервирование с применением мажоритарного элемента" РЕФЕРАТ по предмету "Теория надежности" тема: Резервирование с применением мажоритарного элемента. Выполнил: Карцев А. А. Санкт-Петербург 2000 г. Мажоритарный элемент позволяет обеспечить режим одновременного штатного функционирования основного и резервных элементов РЭУ и исключает применение специальных коммутационных узлов, устраняющих взаимное влияние основного и резервных элементов друг на друга. При этом отказ основного или резервного элементов не влияет на работу оставшихся исправных элементов. В настоящее время нашло весьма широкое применение структурное резервирование с мажоритарным элементом, оно используется для повышения надежности цифровых электронных устройств и цифровых систем. Мажоритарный элемент — это логическое устройство с нечетным числом входов m=2k+1 (где k = 1, 2 ,3…) и одним выходом. Чаще всего используются элементы с m = 3, реже с m = 5 и совсем редко с m = 7. Условное обозначение мажоритарных элементов показано на рис. 1. Мажоритарный элемент может быть выполнен в виде отдельной микросхемы или собран из нескольких логических микросхем. В дальнейшем для краткости будем называть резервирование с применением мажоритарного элемента просто мажоритарным резервированием. Принцип мажоритарного резервирования поясним на примере с помощью рис. С выхода цифрового устройства У1 цифровые сигналы в виде
последовательности символов «0» и «1» поступают на входы трех работающих
одновременно одинаковых равно надежных устройств У21, У22, У23, образующих
резервированный узел. Цифровые сигналы с выхода каждого из устройств У21, Если каждое из устройств У21, У22, У23 исправно, то в данный момент
времени на их выходах будет один и тот же двоичный символ (0 или 1), а
значит и на входах мажоритарного элемента. Тогда и на выходе мажоритарного
элемента будет такой же двоичный сигнал. Если какое-либо из устройств У21, На рис. 3 изображена структурная схема трехвходового мажоритарного элемента, из которой становится понятной логика его работы, отвечающая логической функции Z=(x1 / x2) / (x2/|x3)/(x1/|x3). Найдем зависимость вероятности безотказной работы узла с мажоритарным резервированием Pрм(t) от вероятности безотказной работы резервируемого и резервных элементов P(t). Начнем с частного случая, отвечающего трехвходовому мажоритарному элементу. Предполагаем при этом, что сам мажоритарный элемент абсолютно надежен. Узел на рис. 4 будет работоспособным, если он находиться в следующих двух состояниях. Состояние 1. Работоспособны и У1, и У2, и У3. Вероятность нахождения узла в таком состоянии: Состояние 2. Работоспосбны любые два устройства из У1, У2, У3. Во всех прочих состояниях узел на рис. 4 будет в отказе. Таким образом, вероятность безотказной работы узла определяется суммой: Рассуждая аналогично, можно найти Pрм(t) при m=5, m=7 и т.д. В общем случае зависимость Pрм (t) от P(t) имеет вид где — число сочетаний из m по i. На рисунке 5 показано семейство функций Pрм (t) при t=const и различных m. Анализ поведения этих функций позволяет сделать важный вывод, что мажоритарное резервирование дает положительный эффект, пока P>0.5, в противном случае надежность устройства понижается. Устройства с мажоритарным резервированием, как и с любым другим, являются стареющими с точки зрения надежности, то есть интенсивность отказов таких устройств со временем растет. Среднюю наработку Tом узла с мажоритарным резервированием в общем случае с помощью формулы определить затруднительно. Найдем Tом для часто встречающегося случая при Воспользуемся при нахождении Pрм(t) общей формулой или ее частным случаем: Тогда или Из этого следует, что Tом < T0 и на первый взгляд это неожиданно. Уменьшает ли резервирование среднюю наработку? Ответ следует искать в На практике нельзя считать мажоритарный элемент абсолютно надежным. Он обладает известной вероятностью безотказной работы Pм(t). При расчете надежности это обстоятельство учитывается включением мажоритарного элемента последовательно за резервируемым узлом. Тогда общая формула с учетом надежности самого мажоритарного элемента трансформируется в иную: Сопоставим по надежности мажоритарное резервирование с обычным постоянным. При сопоставлении в качестве показателей надежности используем вероятности отказа узлов с резервированием Qрм(t) и Qр(t). Сопоставление осуществим для случая, когда Найдем вероятность безотказной работы узлов: Принимая во внимание, что при (t > Qр(t). Таким образом, мажоритарное резервирование достаточно просто
конструктивно реализуется в цифровых устройствах и системах, но значительно
уступает по повышению надежности резервированию без мажоритарного элемента. Оценка показателей надежности радиоэлектронных устройств и систем при
проектировании. А.А. Сорокин, А.М. Воробьев. [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|