Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 108

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 108)

По существу, СФД с некоторой точностью моделируют поведение проверяемой системы, постоянно сравнивая ее выходы с выходами модели (рис. 13.4). При правильной организации функционального диагностирования обнаруживаются ошибки заданного класса как в объекте диагностирования, так и в моделирующем устройстве, практически в момент их появления и, как следствие, повышается достоверность функционирования системы объект — модель. Достаточно очевидно, что в предельном случае система переходит в дублированную с покомпонентным сравнением выходов. В такой паре гарантированно обнаруживаются произвольные ошибки в обоих компонентах за исключением одинаковых ошибок, возникающих в них одновременно.

Решение задачи функционального диагностирования, как и в случае тестового диагностирования, сводится к решению нескольких более простых задач. ! . Определение класса дефектов, подлежащих обнаружению, и порождаемых ими ошибок. Решение этой задачи принципиально не отличается от случая тестового диагностирования. Следует лишь отметить, что поскольку функциональное диагностирование обнаруживает ошибки практически мгновенно, в класс ошибок включают лишь наиболее вероятные, чаще всего однократные.

2. Выбор решающего правила. По существу при этом находится способ сравнения выходов исходного устройства и его модели, обеспечивающий изменение результатов сравнения при появлении ошибок. Для цифровых систем при этом часто пользуются элементами теории кодирования, а для аналоговых — теорией чувствительности, которая позволяет синтезировать решающее правило, обнаруживающее наиболее опасные ошибки наилучшим образом.

3. Синтез моделирующего устройства. Исходными данными для синтеза являются объект диагностирования и решающее правило. Форма и результат синтеза зависят от ограничений, накладываемых разработчиком на модель (например, число связей с объектом), и возможности введения контрольных точек. Методы синтеза„идентичные с теоретико-множественных позиций, различаются для цифровых и аналоговых систем, но всегда обеспечивают минимизацию решения по числу элементов памяти (минимизация по порядку)'.

4. Синтез дискриминатора ошибки. Он производится по известным решающим правилам и моделирующему устройству. Используя методы функционального диагностирования для контроля, следует иметь в виду, что их осуществление требует достаточно больших аппаратурных затрат, достигающих 50 ... 60 % от объема объекта контроли и даже более. Применять функциональное диагностирование целесообразно лишь для блоков и устройств с повышенными требованиями к достоверности функционирования либо при синтезе отказоустойчивых систем. Счастливым исключением являются многоканальные линейные системы, в которых удается осуществить функциональное диагностирование ценой !О...

! 5% аппаратурных затрат. В заключение следует отметить, что введение тестового и функционального диагностирования является эффективным средством повышения надежности РТС, причем наилучшие показатели достигаются при комплексном использовании СТД и СФД, поскольку при этом происходит взаимная компенсация недостатков обоих методов. Так, в системах с СТД надежность между сеансами контроля определяется вероятностью безотказной работы и для ее повышения частоту сеансов приходится увеличивать, в результате чего уменьшается коэффициент готовности.

Дополнительное введение СФД позволяет увеличить межконтрольный период минимум на порядок с соответствующим увеличением коэффициента готовности. Если же в системе есть только СФД, то из-за случайности входных сигналов часть ошибок может не проявиться на выходе. Когда такие ошибки накопятся до уровня, превышающего диагностическую способность выбранного решающего правила, их обнаружение станет невозможным. Введение СТД с достаточно редкими сеансами контроля исключит подобное явление. ' Мироиовскив П.А. Фуггкнионвлы сс ливгностированис линвничсских систсн / Л.А. Мироновский.

— М вЂ” СПб.; Илл. МГУ вЂ” ГРИФ, 1998. 54! 13.8. Надежность систем со средствами диагностирования Ранее при рассмотрении частного случая систем со средствами диагностирования (резервированных систем) предполагалось, что входящие в их состав средства диагностирования работают безошибочно. Такое предположение оправдано далеко не всегда, поскольку как диагностическая способность, так и надежность средств диагностирования всегда ограничены. Принципы учета вклада средств диагностирования в общую надежность системы рассмотрены далее на простейших примерах.

Предварительно отметим, что эффективность средств диагностирования определяется вероятностями правильного и ложного обнаружения ошибок. При абсолютной надежности диагностического оборудования обе они постоянны и зависят только от способа обнаружения ошибок, ограниченная надежность делает вероятности зависящими от времени. Первую из них часто называют просто вероятностью обнаружения ошибок, вторую — вероятностью ложной тревоеи. Вычисление вероятностей рассматривается в специальной литературе и представляет собой достаточно сложную задачу. С определенностью можно утверждать лишь то, что с течением времени первая вероятность стремится к нулю.

Далее обе эти вероятности считаются известными. Для начала рассмотрим невосстанавливаемую систему, имеющую СФД. Ее вероятность безотказной работы всегда меньше, чем у исходной системы, т.е. с точки зрения улучшения этой характеристики введение СФД не оправдано. Тем не менее такие системы применяются на практике как самостоятельно, так и в составе отказоустойчивых систем, а их надежность оценивается характеристикой, именуемой достоверностью функционирования.

Достоверность функционирования 00) является относительно новой надежностной характеристикой, введенной в конце 1970-х гг, для оценки надежности избыточных систем, В рассматриваемом случае 0(Г) = рЯ~11 — р„(Г)) + 11 — р(Г)1р,лЯ, (13.16) где р(0, р„(0 и р,ь(г) — вероятности безотказной работы исходной системы, ложной тревоги и обнаружения ошибок соответственно. Анализ выражения (13.!6) показывает, что, во-первых, у безызбыточной системы (нет СФД) 0(г) = р(г) и, во-вторых, при малой вероятности р,„(г) значение 0(г) может быть существенно больше р(г). Таким образом, при синтезе СФД задача уменьшения вероятности ложной тревоги р„,(г) должна быть одной из главных. 542 Если получить малое значение Р„(г) не удается, критерием повышения достоверности при введении СФД служит справедливость неравенства ( ) > Р(г)Рюл(г) 1- Р(!) (13.! 7) Проверка этого условия позволяет в конкретном случае принять обоснованное решение о полезности введения СФД и о временных границах их эффективного использования.

Обычно заметное увеличение достоверности функционирования происходит уже при р,а(г) > 0,5 и р„,(г) < 0,1. Так, если для некоторой системы в момент времени г Р(г) = 0,9, Р,г(г) = 0,7 и Р„„(г) = 0,05 (неполное функциональное диагностирование), то проверочное неравенство выполнено (0,7 > 0,45) и 2)(г) = 0,9. 0,95+ 0,1 0,7 = 0,925 > 0,9 =Р(г), т.е. даже такой неважный контроль обеспечивает увеличение достоверности функционирования. В качестве другого примера рассмотрим работающую короткими случайными сеансами восстанавливаемую систему с СТД. Примером такой системы может служить РТС магистральной связи по метеорным следам.

Режим обмена информацией в такой системе наступает только в момент ионизации верхних слоев атмосферы в определенной точке трассы метеорным потоком, т.е. случайным образом. Будем искать р, — вероятность нахождения системы в исправном состоянии к началу сеанса, считая, что СТД используются для предсеансного контроля с немедленным восстановлением. Очевидно, что вероятность штатного состояния рассматриваемой системы перед началом диагностирования определяется стационарным коэффициентом готовности Й,.

После выполнения диагностическо-восстановительных процедур она увеличится и Р, примет вид суммы )г, и некоторого слагаемого, зависящего от эффективности контроля и восстановления. Если причины ошибок, обнаруживаемых с вероятностью р,а, полностью устраняются, то 543 Р, = ~„+ (1 ),„)Р„= Р, + ),(1 - Р„), (13.1З) из чего следует возможность приближения вероятности штатного состояния системы к единице путем увеличения вероятности обнаружения ошибок Р,~. Следует отметить, что при вычислении р„.

не учитывалось влияние вероятности ложного обнаружения ошибок на общую надежность и считалось, что р,6 не зависит от времени. Первое обусловлено нейтрализацией ложных срабатываний СТД в процессе восстановления перед сеансом, второе — предположением о приведении диагностического оборудования в исправное состояние при межсеансном восстановлении и малом времени его работы. В таком случае вероятность р,а зависит только от выбранного способа обнаружения ошибок и при необходимости может быть сделана сколь угодно высокой путем усложнения алгоритма диагностирования.

Характеристики

Список файлов книги