Оценка показателей безотказности блока РЭС - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Конструкторско-технологическое проектирование как часть создания радиоэлектронных устройств. Определение случайного времени до отказа и характер отказа элементов. Показатели безотказности, влияние способа соединения элементов на метод резервирования.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. Определение случайного времени до отказа и характер отказа элементов
3. Определение показателей безотказности
4. Обоснование метода резервирования для функционального узла РЭУ
5. Оценка влияния способа соединения элементов в узле на метод резервирования
6. Описание работ, выполненных на ЭВМ
Приложение А (схема электрическая принципиальная)
Приложение В (схема резервирования)
Приложение Г (графики зависимостей)
Цель данной курсовой работы - оценка показателей безотказности РЭУ при наличии резервирования замещением.
Резервирование - это введение в структуру устройства дополнительного числа элементов, цепей. При резервировании замещением основной элемент отключают, в случае отказа, и вместо него подключают резервный.
Кроме этого способа есть еще два - постоянное резервирование и скользящее резервирование. При постоянном резервировании резервные элементы постоянно подключены к основным и находятся с ними в одном электрическом режиме. Скользящее резервирование выполняется замещением резервируемого элемента на резервный, в данном случае резервный элемент должен быть однотипный основному.
Оценку показателей безотказности будем проводить на примере схемы электрической принципиальной и исходных данных к ней.
К выданной принципиальной схеме необходимо произвести уточнение параметров некоторых элементов, а именно, диодов, транзисторов и микросхем.
Далее необходимо выбрать резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы.
В качестве резисторов используем резисторы марки С1-4 мощностью 0,125Вт, для подстроечных используем марку СП3-16.
В качестве конденсаторов используем электролитические марки К50-6, также используем керамические марки КМ-5, К53-1 и К73-11.
Среди элементов, содержащих намотки выбираем подстроечные катушки индуктивности с сердечниками и обыкновенные катушки с сердечниками и трансформаторы с одним сердечником с двумя намотками фирмы HAHN марки HTR206-2 мощностью 0,5Вт.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛУЧАЙНОГО ВРЕМЕНИ ДО ОТКАЗА И ХАРАКТЕР ОТКАЗА ЭЛЕМЕНТОВ
Под отказом понимают полную или частичную потерю блоком работоспособности вследствие ухода одного или нескольких параметров блока за пределы установленных норм, и по своей физической основе отказ является случайным событием.
§ Внезапный или мгновенный -- отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значения одного или нескольких параметров функционального блока РЭУ;
§ Постепенный (параметрический) -- отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров блока.
Чёткой границы между внезапным и постепенным отказом не выделяют.
В данном курсовом проекте будем учитывать внезапный характер отказа элементов. Это связано с тем, что внезапный отказ функционального блока РЭУ проще отследить (полный выход блока из строя), а постепенный отказ может явно не проявляться в течение длительного времени.
Для определения среднего времени до отказа предварительно рассчитаем интенсивность отказов элементов.
Определим наработку на отказ по следующей формуле
Для определения интенсивности отказов элементов используем следующую формулу:
- номинальная интенсивность отказов;
- поправочные коэффициенты, учитывающие воздействия механических факторов;
- поправочный коэффициент, учитывающий воздействия влажности и температуры;
- поправочный коэффициент, учитывающий давление воздуха;
- поправочный коэффициент, учитывающий температуру поверхности элемента и коэффициент электрической нагрузки.
Коэффициенты электрических нагрузок будем вычислять по формулам
для диодов импульсных и стабилитронов
- узнаем по номограммам [1,стр. 312-315],
коэффициенты - возьмём из таблиц [1,стр. 311],
В данном случае все коэффициенты равны единице.
Данную схему реализовали в программе Electronics Workbench, в которой был произведён расчет необходимых параметров элементов, через которые рассчитали коэффициенты электрической нагрузки элементов. Результаты представили в виде таблицы.
Таким образом, получили 15 групп элементов, также отдельные группы составили гнезда и клеммы и печатная плата.
Составим для полученных групп таблицу значений , и
Итак, произведя ряд расчетов, определили, что интенсивность отказов элементов равна:
Таблица 1 - Коэффициенты электрической нагрузки элементов
Интенсивность отказов для элементов j-ой группы
C4-C27, C29-C37, C41-C44, C45-C52, C54, C55
Таблица 2 - Расчет интенсивности отказов элементов
Произведение поправочных коэффициентов
В данном пункте необходимо рассчитать следующие показатели:
· вероятность безотказной работы за заданное время;
· гамма-процентную наработку до отказа;
· вероятность восстановления устройства за заданное время.
Под гамма-процентной наработкой до отказа понимают наработку, в течение которой отказ в изделии не возникает с вероятностью г, выраженной в процентах, т.е. это есть такая минимальная наработка до отказа, которую будут иметь гамма процентов изделий данного вида.
Для расчета показателей восстанавливаемости приведем следующую таблицу
Таблица 3 - Расчет интенсивности отказов элементов с учетом среднего времени восстановления одного элемента
Значение представляет собой среднее время восстановления одного элемента и выбирается из таблицы [1, стр.316].
Определим вероятность безотказной работы за заданное время, указанное в исходных данных к проекту.
Гамма-процентную наработку до отказа при условии, что , рассчитаем, пользуясь следующей формулой:
Подсчитаем среднее время восстановления:
где значение выбираем из таблицы 3 данного пункта, а значение - из таблицы 2 предыдущего пункта расчетов,
- среднее время восстановления одного элемента,
k - количество групп однотипных элементов.
Произведя расчет, получаем следующее значение для времени восстановления:
Рассчитаем вероятность восстановления устройства за заданное время, которое условно примем равным 2 часа, т.е.
Итак, произведя все необходимые расчеты и вычисления, согласно заданию определили требуемые показатели безотказности, значения которых для наглядности представили в виде таблицы:
Вероятность безотказной работы за заданное время
Гамма-процентная наработка до отказа
Вероятность восстановления за заданное время
Резервирование - это введение в структуру устройства дополнительного числа элементов, цепей.
Как отмечалось ранее, по способу подключения существует несколько видов резервирования: постоянное, замещением и скользящее.
В данной курсовой работе будет использовано резервирование замещением. При этом основной элемент в случае его отказа отключается от электрической схемы, и вместо него подключается один из резервных элементов. Для подключения резервного элемента используется переключающее устройство. Такие устройства могут работать в автоматическом режиме либо быть ручными.
При резервировании замещением резервные элементы до вступления их в работу могут находиться в одном из трех режимов нагружения:
а) нагруженном режим. Резерв находится в таком же электрическом режиме, как и основной элемент, и его ресурс вырабатывается одновременно с ресурсом основного элемента, точно так же, как и при постоянном резервировании;
Ресурс резервных элементов начинает расходоваться с момента включения всего устройства в работу, однако интенсивность расхода ресурса резервных элементов до момента включения их вместо отказавших (время ) значительно ниже, чем в обычных рабочихI условиях;
Условия, в которых находится резерв, настолько легче рабочих, что практически резервные элементы начинают расходовать свой ресурс только с момента включения их в работу вместо отказавших.
Основные достоинства резервирования замещением резервируемой аппаратуры: 1) больший выигрыш в надежности по сравнению с постоянным резервированием (в случаях ненагруженного и облегченного резерва);
2) отсутствие необходимости дополнительной регулировки в случае замещения основного элемента резервным, так как основной и резервный элементы одинаковы.
Основные недостатки резервирования замещением:
1) сложность технической реализации и связанное с этим увеличение массы, габаритов и стоимости всего резервируемого РЭУ;
2) перерыв в работе в случае замещения отказавшего элемента;
3) необходимость иметь переключающее устройство высокой надежности. Для обеспечения этого иногда приходится резервировать сами переключающие устройства, обычно используя постоянное резервирование. На практике считается, что надежность переключающего устройства должна быть, по меньшей мере, на порядок выше надежности резервируемого элемента.
Резервирование замещением обычно используют как на уровне комплектующих элементов и каскадов блока, так на уровне всего устройства в целом.
В данной курсовой работе воспользуемся резервированием всего устройства ввиду сложности разделения его на составные блоки и простоте самого устройства, считаемого в среднем высоконадежным. При этом будем использовать нагруженный резерв, поскольку перерывы в работе устройства исключены.
Основной характеристикой резервирования замещением является кратность резерва выражаемая несокращенной дробью и определяемая отношением
где r -- количество резервных элементов, способных замещать
основные элементы данного типа; r = m - n
п -- количество основных элементов, резервируемых резервными элементами.
Рис. 4.1 - Примеры оценки кратности резерва
Примеры оценки кратности резерва понятны из рис. 4.1.
Из рисунка видно, что дробь, описывающую кратность резерва, нельзя сокращать, так как будет потеряна информация о характеристиках резервирования.
Перейдем к непосредственным расчетам.
Из расчета, приведенного в п.3 получили, что вероятность безотказной работы за указанное время будет равно
что является не удовлетворительным показателем. Условимся, что данное значение должно быть не менее 0,95.
Рассчитаем, какое количество резервирований необходимо для достижения поставленной задачи.
При выполнении расчетов получим следующие данные:
При m = 4 мы получаем желаемый результат.
Кратность резерва в данном случае равна
А трехкратного резервирования достаточно, чтобы добиться желемого результата.
5 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СПОСОБА СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В УЗЛЕ НА МЕТОД РЕЗЕРВИРОВАНИЯ
При резервировании замещением основной элемент в случае его отказа отключается от электрической схемы, и вместо него подключается один из резервных элементов. Для подключения резервного элемента используется переключающее устройство. Такие устройства могут работать в автоматическом режиме либо быть ручными.
Для обеспечения надежности иногда приходится резервировать сами переключающие устройства, обычно используя постоянное резервирование. На практике считается, что надежность переключающего устройства должна быть, по меньшей мере, на порядок выше надежности резервируемого элемента.
Оценка показателей безотказности тесно связана со способом соединения элементов в блоке.
С помощью смешанного соединения можно в значительной мере увеличить точность расчёта показателей безотказности, а соответственно и принять более удобные меры по увеличению тех же показателей, поэтому данный тип соединения является выгодным с точки зрения его применения, свойств и функциональных возможностей.
Последовательное соединение применяют в случае преобладания отказов типа “обрыв” (например, для резисторов).
Параллельное соединение применяют тогда, когда преобладают отказы типа “короткое замыкание” (например, для конденсаторов).
Однако, отдать предпочтение какому-то одному типу сложно. Здесь необходимо учитывать функциональные особенности аппаратуры, ее режимы работы.
6 ОПИСАНИЕ РАБОТ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ЭВМ
Для выполнения курсовой работы использовались такие программы, как RusPlan5.0 и Electronics Workbench 6_20.
Программа Electronics Workbench предназначена для схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств различного назначения и представляет собой виртуальную лабораторию.
Такая лаборатория включает библиотеки большого числа стандартных радиоэлектронных элементов:
· катушек индуктивности и трансформаторов,
· операционных усилителей и компараторов,
· аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей,
и т.п. типовых элементов, объединенных в группы
Electronics Workbench имеет достаточно простой интерфейс пользователя и прост в обращении; содержит в себе достаточно большое количество моделей радиоэлектронных устройств, а также позволяет создавать пользователю свои модели; позволяет проводить анализы электрических цепей, выполнение которых при стандартном подходе является достаточно трудоемким процессом.
В данной программе мы осуществили моделирование схемы и получили необходимые параметры для дальнейших расчетов, например, коэффициента электрической нагрузки.
RusPlan - руссифицированая компактная немецкая программа для быстрого рисования (черчения) электрических схем с использованием готовых изображений радиоэлементов. Содержит новую приличную и сравнительно компактную (около 250к) библиотеку готовых условно - графических изображений радиоэлементов и символов, а также набор рамок и штампов чертёжных форматов А4, А3, А2, А1 и бланки перечней элементов, соответствующих русским ГОСТам и употребляемых при черчении электрических и функциональных схем. Библиотеку можно редактировать и пополнять. Она создаёт экономичные по размерам файлы с чертежами схем, а также умеет экспортировать их в графические файлы с расширением bmp, автоматически проставлять нумерацию и номиналы (марку) элементов (радиодеталей) и в соответствии с этими данными формировать спецификацию (список элементов) и импортировать её в формат редактора Word (*.rtf).
Данную программу мы применяли для черчения схемы электрической принципиальной и получения бланка перечня элементов.
Эти две описанные ранее программы позволили быстро и качественно произвести расчеты и оформить документацию, поэтому необходимо отметить, что выполнение некоторых работ на ЭВМ очень актуально и практически незаменимо ручной работой.
На основании исходных данных была произведена оценка показателей безотказности блока РЭС при наличии резервирования замещением. Полученные неудовлетворительные показатели надёжности, были повышены, используя трёхкратное резервирование блока замещением с нагруженным резервом. Выбранный метод повышения надёжности устройства обусловлен его экономической целесообразностью в данном случае.
Таким образом, были произведены все необходимые расчеты, сравнения и уточнения. Построены необходимые таблицы, схемы и графики.
1. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. - Мн. : Дизайн ПРО, 1998. 335 с.
2. А.П. Ястребов. Проектирование и производство радиоэлектронных средств. - С-П.: Учеб. Пособие, 1998. -279 с.
3. Cпpaвoчник "Haдeжнocть издeлий элeктpoннoй тexники для уcтройств нapoднoxoзяйcтвeннoгo нaзнaчeния". M,1989г.
4. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования технологии и надежности РЭА. - М.: Радио и связь, 1991, - 360 с.
5. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутирующие устройства РЭА. Справочник Н.Н.Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Кодоренах, Ю.П. Кодоренах - Мн.: Беларусь, 1994. - 591с.: ил.
6. Электронный справочник по отечественным и зарубежным полупроводниковым приборам: транзисторам, тиристорам, диодам, оптоэлектронным приборам, включающий более 30 тысяч элементов. Version 1.02/Шульгин О.А., Шульгина И.Б., Воробьев А.Б.
Расчетный способ оценки показателей безотказности узла радиоэлектронного устройства резервирования замещением. Расчет случайного времени до отказа, определение показателей безотказности и оценка влияния способа соединения на выбор метода резервирования. курсовая работа [580,5 K], добавлен 07.11.2009
Проектирование радиоэлектрического устройства, определение параметров и условий его работы. Расчет среднего времени до отказа и характер отказа элементов устройства, показателей безотказности. Обоснование метода резервирования для функционального узла. курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.07.2009
Получение расчетным способом и моделированием отказов на ЭВМ показателей безотказности радиоэлектронных устройств (РЭУ) при наличии резервирования замещением при определении этих показателей на примере УНЧ мощностью 35 Вт на биполярных транзисторах КТ802. курсовая работа [58,4 K], добавлен 12.12.2010
Описание полученных данных, используемых для прогнозирования эксплуатационной надёжности элементов, включая соединитель. Коэффициенты электрической нагрузки элементов. Расчет эксплуатационных интенсивностей отказов. Итоговые показатели безотказности РЭУ. контрольная работа [132,3 K], добавлен 17.12.2014
Описание исходных данных, используемых для прогнозирования эксплуатационной надежности элементов. Коэффициенты электрической нагрузки элементов, эксплуатационная интенсивность отказов. Определение показателей безотказности РЭУ. Анализ результатов. контрольная работа [109,1 K], добавлен 16.06.2012
Определение основных показателей надежности радиоэлектронных устройств: среднего времени и вероятности безотказной работы, гамма-процентной наработки до отказа. Выбор элементов печатного узла. Расчет коэффициента электрической нагрузки для конденсатора. курсовая работа [562,4 K], добавлен 07.07.2012
Определение требуемых уровней критерия безотказности. Расчет показателей безотказности блоков комплекта аппаратуры. Оценка ремонтопригодности устройства. Расчет периодичности технического обслуживания. Определение номенклатуры и количества элементов ЗИП. курсовая работа [235,8 K], добавлен 07.02.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Оценка показателей безотказности блока РЭС курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Русская Культура Серебрянного Века
Реферат по теме Российско-японские отношения и территориальный конфликт
Реферат по теме Государство и экономическая политика
Человек Который Изменил Все Эссе
Гражданская Лирика Пушкина Сочинение
Реферат: Анатомия и физиология мочевой системы человека
Отчет по практике по теме Анализ основных производственных фондов ИООО 'АйкхоффБел'
Реферат: Revolutionary War Essay Research Paper The American
Реферат: Процессы дифференциации доходов населения и их государственное регулирование
Дипломная работа по теме Зарубежный опыт развития предпринимательства и его поддержка
Сочинение Что Такое Героизм По Тексту Приставкина
Дипломная работа по теме Правоотношения родителей и детей
Реферат: Cultural Comparison Law And Order Essay Research
Реферат по теме Измерительные сигналы
Курсовая работа по теме Технология WiMax
Контрольная работа: Юридическая ответственность депутатов Государственной Думы РФ. Органы государственной власти
Дипломная работа по теме Разработка комплекса мероприятий по управлению текучестью кадров в компании 'Автофорум'
Реферат: Экспертиза качества макаронных изделий
Сочинение На Тему Потерянное Время
Денсаулық Және Спорт Эссе
About development of legal fundamentals of the constitutional justice in the subjects of the Russian Federation - Государство и право реферат
Методы налогового контроля - Государство и право курсовая работа
Деякі геософічні паралелі між Україною та Америкою - География и экономическая география статья