第三章-可修复系统的可靠性

第三章-可修复系统的可靠性

ID:39282076

大小:477.50 KB

页数:12页

时间:2019-06-29

第三章-可修复系统的可靠性_第1页
第三章-可修复系统的可靠性_第2页
第三章-可修复系统的可靠性_第3页
第三章-可修复系统的可靠性_第4页
第三章-可修复系统的可靠性_第5页
资源描述:

《第三章-可修复系统的可靠性》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库

1、第三章可修复系统的可靠性可靠性是指系统的组成单元(或部件)发生故障后,经过修理使系统恢复至正常工作状态,如右图:正常故障状态故障修复,如果工作时间和修复时间都服从指数分布,就可以借助马尔可夫过程来描述。1.马尔可夫过程马尔可夫过程是一类“后效性”的随机过程。简单地说,在这种过程中系统将来的状态只与现在的状态有关,而与过去的状态无关。或者说,若已知系统在t0时刻所处的状态,那么t>t0时的状态仅与时刻t0的状态有短,用数字公式可描述为:设{x(t),t≥0}是取值在E={0,1,2,…}或E={0,1,2,…,N}上的一个随机过程。若对任意n个时刻点0≤t1

2、(tn)=in

3、x(t1)=i1,x(t2)=i2,…,x(tn-1)=in-1}=P{x(tn)=in

4、x(tn-1)=in-1}i1,i2,…,in∈E则称{x(t),t≥0}为离散状态空间E上连续时间马尔可夫过程。特别地,如果对任意t,u≥0,均有P{x(t+u)=j

5、x(u)=i}=pij(t)i,j∈E与(始点)u无关,则称该马尔可夫过程式齐次的。Pij(t)称为从状态i到状态j的转移矩阵(函数),内转移矩阵的全体组成的矩阵称为转移矩阵。如对n个状态系统的转移矩阵为n×n阶方阵,可写为:P=对于齐次的马氏过程,有下述关系(性质)0≤≤1;;n×n阶方阵可以证明,对系统寿命及

6、故障后的修复时间均服从指数分布时,则系统状态变化的随机过程{x(t),t≥0}是一个齐次马尔可夫过程。本章研究就是这种马尔可夫过程。为力简化起见,假设:①l,m为常数(即寿命和维修时间服从指数分布)(注意:若系统的寿命或修理时间不是指数分布,而是正态,威布尔或其他分布,它仍不是有“无记忆性”,因此不能用马氏过程来描述,同时这个假设也包含了修复如新的含义。)②部件和系统取正常和故障两种状态。③在相当小的Dt内,发生两个或两个以上部件同时进行状态转移的概率是Dt的高阶无穷小,此概率可以忽略不计。对可行系统,我们要研究的特征量主要有:瞬态可用度A(t);不可用度Q(t);稳态可用度A;不可

7、用度Q;以及MTBF,MTTFF(系统首次故障前的平均时间),MTTR(平均修复时间)等1.状态转移图。可修系统可靠性研究的关键是画出系统的状态转移图。如一台机器,运行到某一时刻t时,可能的状态为:——正常;——故障。如机器处于e1状态的概率P11=4/5,则e1向e2转移的概率P12=1-P11=1/5;反过程,如机器处于e2状态,经过一定时间的修复返回e1状态的概率是3/5,P21=3/5(维修度M(t));则修不好仍处于e2状态的概率是P22=1-P21=2/5.(不维修度)由此可写出系统的转移矩阵为:P=e1e2e1e2=转移矩阵Pij也表示时间ei发生的条件下,时间ej发生

8、的条件概率:;P是这样写的:列是起始状态,有小到大;行是到达状态,由小到大排列,建立P时应与转移图联系起来。又例,对于一可修系统,失效率和修复率为λ、μ为常数,试画出状态转移图:——正常;——故障。由此可写出:e1e2e1e2此时转移矩阵P也成为微系数矩阵。通常令Δt=1,则有,由此可知,状态转移图是求解(写出)转移矩阵的基础。1.n次(步)转移后,系统各状态的概率。设系统初始状态是的概率,由切普曼—柯尔莫哥洛夫方程,可表示为:,式中n=k+l,vÎE(状态空间)此式为由状态i经n步转移到状态j的概率;由状态i先经k步转移到状态v,然后由状态v经l步转移到状态j的概率(此处v也可理解

9、为从i到j的通道)。上式中,若令k=1,l=1,由可决定,即由全部一步转移概率可确定全部两步转移概率。若重复上述方法,就可由全部一步转移概率决定所有的转移概率。若用矩阵表示n步转移概率,即,则有:,转移矩阵(也称一步转移矩阵)注:可用上式方便的求出任意。一般地,可利用转移概率和系统的初始状态,求出任意转移后系统各状态的概率。公式如下:式中:P-----一部转移概率;Pn-----n步转移概率;n-----转移步数(次数);P(0)------系统的初始状态向量,P(0)=[P1(0),P2(0)…],其中,P1(0)为初始t=0时刻系统处于1状态的概率,以下类推;P(n)-----n

10、步转移后系统所处状态向量,P(n)=[Pj(n)]=[P1(n),P2(n),…],其中,P1(n)为n步转移后刻系统处于1状态的概率,以下类推;例:如下图,已知P(0)=[P1(0),P2(0)]=[1,0],求n=1,2,…等各步(次)转移后系统各状态的概率。图中——正常;——故障。解:用上式:n=1,n=2,同理:n=3,n=5,由此可知,随着n的递增,P1(n)、P2(n)逐渐趋于稳定。稳定状态概率称为极限概率,本例n®¥时的极限概率为P1(¥)=

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。