20140

Функциональное резервирование, его методы и способы

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Повышение надежности систем путем резервирования достигается за счет рационального применения избыточных элементов. Поэтому при резервировании основное внимание обращают на выбор рациональных путей создания резервируемых систем при этом используются методы математического вероятностного исследования возможных резервных схем. Будем рассматривать резервирование как путь совершенствования рациональной схемы системы.

Русский

2013-07-25

51 KB

25 чел.

PAGE  1

Функциональное резервирование, его методы и способы.

Повышение надежности систем путем резервирования достигается за счет рационального применения избыточных элементов. Избыточные элементы могут приносить вред, снижая надежность системы, вместе с тем с помощью избыточных элементов можно добиться значительного повышения надежности системы, при этом все зависит от способа соединения основных и избыточных элементов. Поэтому при резервировании основное внимание обращают на выбор рациональных путей создания резервируемых систем, при этом используются методы математического, вероятностного исследования возможных резервных схем.  

Будем рассматривать резервирование как путь совершенствования рациональной схемы системы.

Элементы условно изображены кружочками. При отказе установленного в работающей системе элемента – он направляется на ремонт и на его место устанавливается соответствующий элемент со склада. Будем считать систему резервированной, если при отказе одного или нескольких элементов она продолжает нормально функционировать, оставшиеся элементы выполняют ту же функцию, что и нерезервированная система.

Подобное применение избыточных элементов можно назвать функциональным резервированием. При функциональном резервировании различные резервированные системы отличаются одна от другой, в первую очередь, реакцией системы на появление отказа элемента. С этой точки зрения можно различать два пути создания резервированных систем, то есть два метода резервирования. При одном из них система проектируется таким образом, что при появления отказа элемента, она перестраивается и восстанавливает свою работоспособность, то есть происходит саморемонт системы. При этом система активно реагирует на появление отказа элемента, в силу чего данный метод называют методом активного резервирования. 

Активное резервирование обычно связано с применением переключателей, к-рые отключают поврежденный рабочий участок и включают резервный. Во многих случаях целесообразно применять метод пассивного резервирования. При этом методе система проектируется таким образом, что отказ одного и даже нескольких элементов не влияет на ее работу. Элементы соединены постоянно и перестроение схемы не происходит. Система как бы пассивно сопротивляется появлению неисправности элемента. Так как при пассивном резервировании вышедший из строя элемент не отключается, то при создании систем с пассивным резервированием приходиться учитывать различные последствия, к к-ром может привести отказ элемента, то есть учитывать вид отказа элемента.

Различают пять способ резервирования:

  1.  Общее.
  2.  Автономное.
  3.  Раздельное.
  4.  Единичное.
  5.  Внутриэлементное.

Принципиальных различий между способами рез-я нет. Для многих систем одни из них являются частными способами других. Рассмотрим каждый из способов по-подробнее:

1. Общее рез-я – когда при выходе из строя любого из элементов основной цепи включается резервная цепь, к-рая полностью заменяет данную. При этом происходит рез-ние всей цепи, кроме входных и выходных блоков, благодаря своей простоте этот способ наиболее известен.

- вероятность безотказной работы при применении общего резервирования;

Pi - вероятность безотказной работы i-того эл-та;

n – кол-во эл-тов;

m – кол-во резервных систем.

2. Автономное рез-ние состоит в применении нескольких независимых систем, имеющих свой вход и свой выход каждая и выполняющих одну и ту же задачу. Пример: совокупность устройств телевещания – несколько телекамер, выполняющих одну и ту же задачу. Применяется при проведении ответственных экспериментов и эксплуатации систем ответственного назначения. Этот способ применяется только при пассивном методе.

3. Раздельное рез-ние, при к-ром имеется возможность включать резервный элемент при выходе из строя любого из элементов основной цепи. Систему с активным общим рез-нием можно считать частным случаем системы с раздельным рез-нием при одном участке рез-ния.

4. Единичное рез-ние состоит в замене эл-тов системы элементарными рез-ными схемами. В сложных схемах с обратными связями очень трудно найти рациональную схему раздельного рез-ния, кроме того схемы рез-ния различных систем каждый раз приходится проектировать заново, что требует значительных материальных затрат, поэтому единичное резервирование находит широкое применение из-за простоты построения сложных резервированных систем.

5. Внутриэлементное рез-ние состоит в рез-нии внутренних связей эл-та, вплоть до молекулярных, если при единичном резервировании используются схемы из существующих эл-тов (ячейки), но применение внутриэлементного рез-ния связано с изменением конструкции эл-тов. Системы с активным резервированием можно классифицировать также по условиям работы резервных цепей. Обычно различают 3 вида условий работы резерва:

1) нагруженный резерв – когда рабочее рез-ные цепи находятся в одинаковых условиях работы;

2) облегченный резерв – когда рабочие резервные цепи находятся в облегченных условиях работы;

3) ненагруженный резерв – когда резервные цепи включаются в работу после отказа рабочей цепи.

Можно привести общую схему классификации систем с функциональным резервированием.

Функциональное резервирование отдельных деталей обычно трудно осуществимо на практике, более часто удается осуществлять функциональное резервирование крупных блоков и узлов оборудования.

PAGE  

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36213. Метод наименьших квадратов (МНК). Теорема Гаусса-Маркова. Анализ уравнения регрессии посредством коэффициента детерминации и остаточной дисперсии. МНК-прогноз 112.5 KB
  МНКпрогноз. Согласно методу наименьших квадратов МНК эти оценки находят из условия минимума функции Qb = где уi – наблюдаемое значение выходного параметра в iм эксперименте.1 МНКоценок и представляет прежде всего теоретический интерес.
36214. Понятие плана эксперимента. Оптимизационные свойства планов экспериментов. Полный факторный план и его свойства 46 KB
  Оптимизационные свойства планов экспериментов. Полный факторный план и его свойства. Одной из главных задач планирования экспериментов является выбор множества экспериментальных точек в некотором смысле оптимальных.
36215. Классификация математических моделей. Критерии качества моделей. Примеры моделей 66.5 KB
  Примеры моделей Суть моделирования состоит в замене исходного объекта упрощенной копией – математической моделью ММ и дальнейшем изучении модели с помощью вычислительнологических алгоритмов реализуемых на компьютерах. При исследовании любой системы методами математического моделирования возможно наличие нескольких альтернативных вариантов модели. Поэтому процесс построения наилучшего как правило компромиссного варианта модели достаточно сложен. Системный подход предполагает наличие следующих этапов создания модели.
36216. Простейший поток и его свойства. Модель простейшего потока 61 KB
  Модель простейшего потока. Свойства ординарного потока. Тогда для любого случайного потока имеем равенство как сумма вероятностей полной группы событий. Для ординарного же потока имеем.
36217. Уравнения Колмогорова. Моделирование многоканальной СМО с ограничением на длину очереди 75.5 KB
  Моделирование многоканальной СМО с ограничением на длину очереди Марковские процессы уравнения Колмогорова Случайный процесс t называется Марковским если его будущее не зависит от прошлого а определяется настоящим т. Примерами Марковских процессов являются при определенных предположениях процессы функционирования СМО.1 СМО может иметь установившийся стационарный режим. Для построения модели стационарного режима СМО положим все производные в системе 11 равными нулю.
36218. Имитация Марковских процессов с непрерывным временем и дискретными состояниями. Планирование машинных экспериментов при имитационном моделировании 91.5 KB
  Например пусть 1 – время через которое должен произойти переход в состояние Sj1 а 2 – время через которое должен произойти переход в состояние Sj2. Обозначим Т – время в течении которого будем наблюдать имитируемый процесс время прогона. Для тех дуг что i = k0 сформировать с помощью датчика случайных чисел k0 j – время ожидания перехода Sk0 Sj. Определить – время пребывания в состоянии Sk0 через какое время будет реальный переход в новое состояние.
36219. Классификация моделей оптимального синтеза. Методы релаксации в непрерывной оптимизации, условия сходимости. Алгоритмы градиентного метода и методов сопряжённых градиентов 119 KB
  Задача линейного программирования ЛП – функции критериев qkx и ограничений fix линейны; если хотя бы одна из этих функций нелинейна то имеем задачу нелинейного программирования НЛП. Задача выпуклого программирования – функции критериев qkx и ограничений fix выпуклые. Задача линейного целочисленного программирования – функции критериев qkx и ограничений fix линейны контролируемые входные переменные хj – целые числа. Оценка приращения функции Лемма 6.
36220. Теоретические основы линейного программирования. Симплекс-метод. Метод искусственного базиса 93.5 KB
  Канонической формой задачи ЛП называется такая ее запись при которой 1 целевая функция должна быть минимизирована; 2 все искомые переменные должны быть неотрицательны; 3 все ограничения кроме неотрицательности переменных имеют вид равенства. Оптимальные значения переменных от такой замены не изменятся. 2 Если в исходной задаче на какойто параметр хj не наложено условие неотрицательности то можно сделать замену переменных положив где – новые переменные удовлетворяющие условию неотрицательности. 3 Преобразование неравенств в...
36221. Очередь. Работа с динамической очередью 246 KB
  Например: Работа с очередью Для создания очереди и работы с ней необходимо иметь как минимум два указателя: на начало очереди возьмем идентификатор BegQ; на конец очереди возьмем идентификатор EndQ. Установка указателей BegQ и EndQ на созданный первый элемент: Удаление элемента очереди 1. Перестановка указателя начала очереди BegQ на следующий элемент используя значение поля Link которое хранится в первом элементе. После этого освобождается память начального...