• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Системні методи в конструюванні технології та надійності РЕЗ

Вступ

СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ, ДІАГНОСТИКИ ТА ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ РЕА

Радіоелектроніка (РЕ) – область науки і техніки, яка включає питання використання електромагнітної енергії для передачі, прийому та перетворення сигналів та інформації (також ІЧ техніка, оптоелектроніка, технічна кібернетика, обчислювальна техніка).

Радіотехніка (РТ) – область науки і техніки, пов’язана з генеруванням, перетворенням, випромінюванням та прийомом електромагнітних хвиль радіочастотного (РЧ) діапазону (3КГц-3ГГц, або 100 Км-0,1 мм).

Радіоелектронна апаратура (РЕА) – прилади та технічні пристрої, які перетворюють електричні та електромагнітні сигнали з певними цілями.

Радіоелектронний засіб (РЕЗ) – технічний виріб певної складності, в основу дії якого покладені принципи радіотехніки та електроніки.

Рівні РЕЗ: 1) система, 2) комплекс, 3) пристрій, 4) вузол.

Радіоелектронна система (РЕС) – сукупність РЕ комплексів, які утворюють єдине ціле і мають властивість перебудови структури з метою раціонального вибору при розв’язанні технічних задач.

РЕ комплекс – сукупність РЕ пристроїв (РЕП), які можуть перебудовувати структуру з метою збереження дієздатності в складі РЕ системи або в самостійному режимі.

РЕП – функціонально закінчений РЕЗ, який реалізує прийом, перетворення та передачу інформації або розв’язує технічну задачу на їх основі.

РЕ вузол – реалізує функції перетворення сигналу та немає самостійного експлуатаційного значення.

Електрична схема РЕЗ – сукупність радіоелементів або у відповідності з принципом дії РЕЗ, або у відповідності з функціями, які виконує даний РЕЗ всередині другого РЕЗ більш високого рівня.

Схемотехніка – прикладна наукова дисципліна, яка займається аналізом та синтезом електричних схем РЕЗ.

Конструкція РЕЗ – сукупність електронних виробів та конструктивних деталей які знаходяться в певному просторово-механічному та енергетичному взаємозв’язку, забезпечуючи виконання РЕЗ необхідних функцій з високою надійністю.

Надійність – властивість РЕЗ зберігати в часі в установлених межах значення всіх характеристик, параметрів та показників при всіх заданих режимах та умовах (застосування, ремонт, зберігання і т. д. )

Конструювання РЕЗ як вид інженерної діяльності – сукупність робіт при створенні проекту конструкції РЕА.

Конструювання РЕЗ як прикладна наукова дисципліна – узагальнення методів аналізу та синтезу конструкцій. Теоретичний фундамент – системний аналіз, математичне моделювання, теорія ймовірності та математична статистика, теорія надійності, теорія оптимізації і т.д. В наш час формується самостійна теорія конструювання РЕЗ (ЕОМ – головна технічна база).

Технологія РЕЗ як область техніки – сукупність способів обробки зміни стану, властивостей матеріалів виготовлення напівфабрикатів для процесу виробництва готового РЕЗ.

Технологія РЕЗ як прикладна наукова дисципліна – узагальнене представлення фізичних, механічних, хімічних та інших закономірностей та методів дії на матеріали відповідними знаряддями виробництва.

В наш час розвивається принципово нова технологія проектування – об’єкт проектування замінюється його моделлю і досліджується з допомогою ЕОМ. Фізичний експеримент замінюється обчислювальним експериментом на математичних моделях РЕЗ. Ключовий момент – математичне моделювання на ЕОМ. Основна трудність – різні фізичні процеси в РЕА описуються різними законами. Вихід – уніфікація математичних моделей різнорідних фізичних процесів.

1.1. Системний підхід до проектних досліджень РЕЗ

Система – множина, на якій реалізується наперед задане відношення з фіксованими властивостями.

В технічних дослідженнях система – сукупність елементів, об’єднаних деякою формою взаємодії.

Системний підхід – представлення проектуючого об’єкту у вигляді замкнутої структури та комплексне, з врахуванням всіх взаємозв’язків вивчення об’єкту як єдиного цілого з позицій системного аналізу.

РЕЗ – складний по структурі багатопараметричний та багатоцільовий діалектико протирічивий об’єкт.

Рис. 1. Взаємозв’язок трьох основних видів розрахунків при розробці РЕЗ як рухомих об’єктів.

Серйозне порушення системного підходу – спеціалізація інженерних робіт (відділи схемотехніків, конструкторів, технологів) і виділення груп по різними розрахунками (теплові, механічні, надійності і т.д.). Системний ефект приводить до того, що окремі характеристики при комплексних випробуваннях не витримуються.

Рис. 2. Підсистеми складного РЕЗ як системного об’єкту проектування.

Алгоритм – група системотехніків складає найкращу послідовність перетворення сигналів і перешкод.

Схема – схемотехніки реалізують алгоритм через сукупність з’єднаних радіоелементів.

Конструкція – створюється проект просторово-матеріального втілення електричної схеми.

Технологія – проектні підрозділи розробляють технологічну документацію, виробничі підрозділи безпосередньо забезпечують виготовлення РЕЗ.

Експлуатація – використання готового РЕЗ по призначенню.

Загальносистемні властивості РЕЗ – надійність та якість.

Ознаки системного підходу:

1. Деяка сукупність елементів з досліджуваного об’єкту може розглядатись як самостійна система, а сам об’єкт при певних умовах стає елементом системи більш високого рівня. Наприклад: конструктивний вузол, технологічна операція, процес.

2. Повнота елементів системи визначається по силі зв’язку між цими елементами, яка на два порядки більша за силу зв’язку елементів в різних системах. Ця ознака дає можливість досліджувати РЕЗ автономно.

3. Емерджентність – система має нові властивості, які відсутні в окремих елементах.

1.2. Основи системного аналізу

Операторний опис довільного технічного процесу.

Рис.3. Формалізація технічного процесу.

Основа системного підходу – розгляд кожного технічного процесу як інтегрального цілого з внутрішньою організацією, який взаємодіє з зовнішнім середовищем (тобто з умовами експлуатації та іншими системами).

Параметр – числова величина, яка характеризує певну фізичну властивість елемента або взаємозв’язок елементів схеми.

Вихідна характеристика – числова величина y_i або функція аргумента ξ яка описує характерні властивості об’єкту. РЕЗ – компонент системи, то y_i називається вихідні (зовнішні) параметри.

Прості параметри – ємність, індуктивність, модуль пружності, питома густина, питома теплоємність, геометричний розмір. Узагальнені параметри – функції від простих параметрів і характеризують сукупні властивості, наприклад електричні і теплові постійні часу, електрично-механічні та теплові коефіцієнти передачі вузлів і т.д.

Вхідна характеристика – змінна фізична величина Х_і , яка викликає динамічну зміну фізичного процесу в схемі при незмінних значеннях його параметрів.

Зовнішній фактор – фізична величина Z_i з природою, відмінною від процесу, і яка викликає зміни параметрів схеми незалежно від вхідних характеристик. На параметри всіх процесів РЕЗ впливає технологічний фактор та часовий фактори.

Параметрична чутливість системи – властивість змінювати вихідні характеристики при зміні внутрішніх параметрів (вхідні характеристики розглядаються як незмінні).

Абсолютна функція чутливості (Ф4) - вектор розрахункових значень параметрів.

- малі варіації.

Тоді , (3) (1.3)

де . (4) (1.4)

абсолютна матриця чутливості, причому

, .

– відносна варіація j-ї характеристики.

(1.6)

відносно-абсолютна ФЧ (зв’язок між δy_і та Δq_k).

– відносна варіація К-го параметра,

, – (5) (1.7)

відносна ФЧ (зв’язок між δy_і та δq_k).

Якщо маємо зміну зовнішню фактору, то в лінійному наближенні y_j

Де - абсолютна ФЧ.

Матриця відносних ФЧ.

З цієї матриці легко виявити які параметри найбільше впливають на дану характеристику. З допомогою цих параметрів проводять грубе регулювання y_j.

А з допомогою параметрів, які слабо впливають на вихідну характеристику, проводять тонке регулювання.

– (1.8)

абсолютно-відносна ФЧ (зв’язок між Δy_і та δq_k).

Теоретичні дослідження показали, що при великих варіаціях параметрів замість точної формули Тейлора з обмеженою кількістю членів можна користуватись (1.3),

Тобто

(1.9)

де – середня ФЧ, яка рівна середньому арифметичному значенню ФЧ в т. та т. , де всі параметри одержали max . ФЧ буде розраховуватись по трьом точкам – , , .

Пряме перетворення Лапласа для абсолютної ФЧ:

, (1.10)

при це є перетворення Фур’є.

1.3. Загальні питання проектування конструкцій та технологічних процесів.(Не треба!!!)

Виходячи з (1.1) отримаємо:

, – (6) (1.11)

де індекс “з” вказує на заданість параметрів, виходячи з ТЗ.

При розробці РЕЗ часто обмежуються розрахунковим оператором (виходячи з можливостей реалізації проекту), а саме:

– (7) (1.12)

В реальних умовах

– (8) (1.13)

Розкладемо вектор вихідних характеристик , який варіює в ряд Тейлора біля розрахункової точки:

, – (9) (1.14)

де , – матриці абсолютних ФЧ першого порядку.

Абсолютна варіація вектора рівна:

.

Приймемо , , , і одержимо:

– (10) (1.14)

Отже, похибка складається з трьох похибок:

.

обумовлена технологічними та експлуатаційними факторами , тобто

.

Оскільки відноситься до експлуатаційних похибок, то

, – (11)

– (12)

2. Ймовірнісні методи в задачах оцінки та забезпечення надійності РЕЗ.

– (6)

функція густини розподілу часу виникнення раптових відмов, де λ–середнє число відмов за одиницю часу.

Ймовірність безвідмовної роботи:

, – (7)

де N₀ – число систем, які досліджувались за час t, N(t) – число систем, які працювали справно, n(t) – число систем, які відмовили за час t. Чим більше N₀, тим менша похибка по формулі (7).

Якщо q(t) ймовірність відмови за час t, то

Рис. 4. Типові залежності ймовірності безвідмовної роботи та відмов за час t.

Читайте також:

1. D і 3D технології креслення в AutoCAD
2. IV група- показники надійності підприємства
3. OLAP-Технології
4. PR-ІНСТРУМЕНТАРІЙ І МАНІПУЛЯТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ
5. PR-технології у виборчій кампанії.
6. PR-технології.
7. Web-технології
8. Автоматизація водорозподілу на відкритих зрошувальних системах. Методи керування водорозподілом. Вимірювання рівня води. Вимірювання витрати.
9. Агрегативна стійкість, коагуляція суспензій. Методи отримання.
10. Адаптовані й специфічні методи дослідження у журналістикознавстві
11. Адміністративні (прямі) методи регулювання.
12. Адміністративні методи - це сукупність прийомів, впливів, заснованих на використанні об'єктивних організаційних відносин між людьми та загальноорганізаційних принципів управління.

Переглядів: 836