第六章 分散控制系统的可靠性.ppt

第六章分散型控制系统的可靠性 对于3取2系统，有 可靠性措施 使局部故障不影响系统的运行 动态冗余 n中取k表决系统 RS(t) t 0.693MTBF 三取二系统 普通系统 可靠性措施 使局部故障不影响系统的运行 动态冗余 n中取k表决系统 自诊断 自恢复 提供完善的诊断信息 插件在线维修 提供预防性维修信息 提供远程维修服务信息 可靠性措施 提高系统的可维修性 软件的可靠性 软件的可靠性 时间因素 缺陷频数 与软件可靠性有关的百分率 不合格率 延迟率 误操作率 原因不明率 同故障事件率 可靠性经费率 软件的可靠性 软件的可靠性 软件投入 软件特性 使用方面特性 软件的可靠性 软件的质量标准 MTBD 设TV为软件正常工作总时间，d为系统由于软件故障而停止工作的次数，则有 MTBD= TV /（d + l） 系统不工作次数（在一定时间内） MTTR MDT 由于软件故障，系统停止工作时间的均值 可用性 初期失效率 软件的可靠性 软件的质量标准 偶然失效率 使用方误用率 用户提出补充要求数 处理能力 根据以上三种情况，由式（6-36）可得 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 部分相关系统 代入以上三式，子系统的失效率可分别表示为 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 部分相关系统 当?≠0时，?i′＜ ?I 且 ?i′＜ ?I〞 因此分组分散控制的可靠性最高，而完全分散控制的可靠性反而下降，这是因为完全分散控制时，每个子系统所用的基本控制单元数量太多，其中的任何一个故障，都会使该系统失效。只有在基本控制单元的基础失效率?=0时，前两种方案才有同样的可靠性。 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 部分相关系统 S U1 U2 Um … 完全分散 分组分散 集中 S U1 U2 Un … S U1 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 若采用图6-8(a)所示的完全分散控制，每个控制回路采用一个基本控制单元，一共需要个基本控制单元，则系统的失效率为 设基本控制单元的失效率均相等，上式可简化为 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 若采用图6-8(b)所示的分组分散控制，p个控制回路共用一个基本控制单元，共需要n=m/p个基本控制单元，则系统的失效率为 设基本控制单元的失效率均相等，上式可简化为 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 若采用图6-8(c)所示的集中控制，用一个基本控制单元控制所有的回路，则系统的失效率为 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 根据式（6-36），在上述三种情况下，基本控制单元的失效率分别是 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 系统的失效率分别是 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 当?≠0时， ?I〞 ＜ ?i′ ＜ ?I 可见，在完全相关的系统中，集中控制的可靠性反而更高。尽管分散控制中每个基本控制单元的失效率比较低，但基本控制单元的数量太多，只要有一个基本控制单元故障，就会导致系统失效，所以它的可靠性并不高。 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 完全相关系统 综上所述，整个控制系统可靠度是由被控对象本身的关联程度以及被控对象与控制器之间的连接方式决定的。为了提高系统的可靠度，应该尽量使每一个基本控制单元对应一个在可靠性意义上独立的子系统，并且尽量减少控制器与子系统之间的交叉连接。 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 结论 这样，对于在可靠性上互不关联，彼此独立的子系统而言，完全分散的控制方案可靠性最高。对于在可靠性上彼此相关的子系统而言，完全分散控制并不一定是可靠性最高的方案。例如电厂的协调控制系统、燃烧控制系统都是内部关联十分密切的系统，在这种情况下，分组分散控制常常是比较合适的控制方案。 可靠性分析 系统的可靠性分析 分散程度对系统可靠度的影响 结论 可靠性增长试验 暴露设计、工艺、元器件等缺陷，发现薄弱环节加以改进，并使产品进入稳定阶段。 可靠性验证试验 检验系统是否达到预期可靠性目标。对象为最初研制产品。 可靠性分析 可靠性试验分类 按试验目的划分 元器件筛选试验 通过各种方法，将不符合规范要求的元器件或产品剔除出去。方法有：振动、加速度、机械冲击、温度循环、热冲击等。 质量验收试验 检验产品可靠性是否符合规定的要求。包括厂家产品验收试验（FAT