系统可靠性建模与预计.docx

系统可靠性建模与预计某型欠压保护电路的建模-课程设计目标1.复习可靠性建模和预计的理论方法；2.基本掌握工程实例可靠性建模和预计过程；3.明白任务可靠性建模与任务之间的相关性；二,课程设计内容1 .课程设计原理:某型电源的欠压保护电路电路原理：a当该型电源电压正常时，系统电源电压信号Vi较高，二极管P2截止，VB>VC1运放Y输出为高电平，晶体管T导通，继电器J吸合，VO为低电平；b当该型电源电压欠压时，系统电源电压信号Vi较低，相应的二极管P2导通，将B点电位箝位，VB<VC,运放Y输出为低电平，晶体管T截止，继电器J释放，VO为高电平。该型电源正常时，输出VO为低电平，继电器J吸合；电源欠压时，输出VO为高电平，继电器J释放，引起整机跳闸。2 .课程设计内容.a.建立欠压保护电路的基本可靠性框图。b针对误动故障和拒动故障，任选一种情况作为任务故障进行分析，建立欠压保护电路的任务可靠性框图。c.预计欠压保护电路的MTBFod根据建立的任务可靠性框图预计欠压保护电路的MTBCF。条件说明：以电路图中的元器件作为基本单元（方框）建立基本可靠性框图。以电路图中的元器件及其特定故障模式作为基本单元（方框）建立任务可靠性框图三.课程设计1 .建立基本可靠性框图基本可靠性框图：用以估计产品及其组成单元故障引起的维修及保障要求的可靠性模型。系统中任一单元（包括储备单元）发生故障后，都需要维修或更换,都会产生维修及保障要求，故而也可把它看作度量使用费用的一种模型。基本可靠性模型是一个全串联模型，即使存在冗余单元，也按串联处理。由此可得欠压保护电路的基本可靠性框图如图所示：IJ图2基本可靠性框图2 .建立任务可靠性框图任务可靠性框图：用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的程度，描述完成任务过程中产品各单元的预定作用，用以度量工作有效性的一种可靠性模型。由于任务可靠性只需使产品在规定的时间、规定的条件下完成规定功能即可，而有的器件即使发生故障，或发生特定故障，均不影响任务的完成，因此为了完成任务可靠性分析，首先对电路进行反向分析，找出会响应任务完成的故障，取其反面即可得到任务可靠性框图。图3故障分析由于分析故障时，逆着分析，器件如果发生上述故障中的一种，就会导致电路发生误动故障，若要其正常工作，则每个器件都需避免上述故障的发生，取其反面，串联连接，则构成任务可靠性故障。QRI正常或矩路»R2正常或开路图4任务可靠性框图3.MTBF计算MTBF:平均故障间隔时间，可修复产品的一种基本可靠性参数。其度量方法为：在规定的条件和规定的期间内，产品的寿命单位总数与故障次数之比。当产品的寿命服从指数分布时，7；v,-I2,由此可算得系统的MTBF。yyj4A1÷j4Xj×2FxjrX7=0.0280.（）451÷1.110.0038×2+0.0064x7=1.2255I6T,-=4-=-!-R.15Wxl0“Z21.22554.MTBCF计算MTBCF:平均严重故障间隔时间，与任务有关的一种可靠性参数。其度量方法为：在规定的一系列任务剖面中，产品的任务总时间与严重故障次数之比。通过与MTBF类比，可算得任务可靠性框图中每一个方块的故障率，从而算的系统的MTBCFo由所给数据算的以下表格：元器件故障率（10-6/小时）故障模式故障模式频数比模式故障率（106/小时）晶体管T0.02820%0.005680%0.0224运放Y30%0.013530.045170%0.03157继电器J1.1不动作11.1二极管Pl、P20.0038开路40%0.00152短路60%0.00228电阻器Ri-R70.0064开路70%0.00448短路30%0.00192K正常或短路（开路故障）的故障率：X1-0,00448（10,h）R正常或开路（短路故障）的故障率：4-0.00192（10,A-IY正常或短路（开路故障）：2,=0.01353（10½）T正常或短路（开路故障）:4=0.0056（10fc.）J正常喝a獭孽髓Pl正常或开路（发生短路故障）：4:0.00228（10"hV>i+4+4,=1J45O9(IO,)1in6Tfltl=8.733x10号2/1.14509