References

ipolytech

iPolytech Journal

2782-40042782-6341

Irkutsk National Research Technical University

10.21285/1814-3520-2018-6-85-97

ipolytech-111

Research Article

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

INFORMATION SCIENCE, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL

АНАЛИЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SIMULINK

SIMULINK-BASED ANALYSIS OF THE STRUCTURAL RELIABILITY SCHEME OF TECHNICAL SYSTEMS

Кривель

С. М.

Krivel

S. M.

krivel66@mail.ru

Иркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian Federation

2018

15092020

2268597

2020

Кривель С.М.

Krivel S.M.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/111

ЦЕЛЬ. Работа посвящена созданию гибкого и универсального математического и программного обеспечения решения задач надежности с использованием структурной схемы надежности на основе Simulink. МЕТОДЫ. На основе известных методов анализа структурных схем надежности разработаны общие методические подходы и принципы построения программного обеспечения в виде отдельного дополнения (Toolbox) к Simulink. Разработаны алгоритмы и программы расчета характеристик надежности отдельных элементов технической системы и системы в целом. Алгоритмы и программы являются унифицированными, сгруппированы по назначению, предназначены для формирования математических моделей сложных систем. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлены некоторые примеры разработанных унифицированных блоков, которые позволяют получить полное представление о разработанном программном обеспечении и методологических принципах его применения. На примере простой структурной схемы надежности из пяти элементов демонстрируются возможности Toolbox по моделированию сложных структурных схем надежности. ВЫВОДЫ. Предлагаемое программное обеспечение позволяет разрабатывать математические модели структурных схем надежности любой сложности, выполнять вычислительный эксперимент по анализу их характеристик и оценку эффективности мероприятий по повышению надежности систем. Программное обеспечение позволяет достаточно просто модифицировать математические модели, организовывать программный интерфейс, обрабатывать результаты моделирования. Программное обеспечение является исключительно эффективным средством для использования в профессиональном образовании благодаря наглядности и информативности математического моделирования в задачах надежности.

PURPOSE. The work deals with the creation of flexible and universal mathematical support and software for solving reliability problems using a structural reliability scheme based on Simulink. METHODS. Using the known analysis methods of structural reliability schemes some general methodological approaches and principles of software construction have been developed as a separate add-on (Toolbox) for Simulink. Algorithms and programs for calculating the reliability characteristics of individual elements of the technical system and the system as a whole have been developed. The algorithms and programs are unified, grouped by purpose and designed for the formation of mathematical models of complex systems. RESULTS. The article presents some examples of the designed unified blocks, which get a full picture of the developed software and methodological principles of its application. Using the example of a simple structural reliability diagram of five elements, the capabilities of the proposed Toolbox for modeling complex structural reliability schemes are demonstrated. CONCLUSIONS. The proposed software allows to develop mathematical models of structural reliability schemes of any complexity, perform a computational experiment in order to analyze their characteristics and evaluate the efficiency of measures to improve the reliability of systems. The software enables to modify the mathematical models in a fairly simple way, to organize a programming interface and process simulation results. The software is an extremely effective to be used in professional education due to the visibility and informative nature of mathematical modeling in reliability problems.

методы расчета параметров надежностиструктурные схемы надежностинадежность технических системнадежность машин

SIMULINKMATLABSIMULINKMATLABmethods for calculating reliability parametersstructural reliability schemesreliability of technical systemsreliability of machines

References1

Пятков А.Г. Методы анализа надежности космических аппаратов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2015. Т. 1. № 11. С. 500-502.

Мищенко О.В., Апанасов А.А. Выбор методов анализа надежности для технических средств аэронавигационной системы // Научный Вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2013. № 189. С. 55-60.

Можаев А.С. Аннотация программного средства «АРБИТР» (ПК АСМ СЗМА) // Научно-технический сборник «Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Физика ядерных реакторов. М.: РНЦ «Курчатовский институт», 2008. Вып. 2. С. 105-116.

Альгин В.Б., Вербицкий А.В., Мишута Д.В., Сиренко С.В. Расчет реальной надежности машин. Методики, программные средства, примеры // Механика машин, механизмов и материалов. 2011. № 2 (15). С. 11-17.

Строгонов А.В., Жаднов В.К., Полесский С.М. Обзор программных комплексов по расчету надежности сложных технических систем // Компоненты и технологии. 2007. № 5. С. 183-190.

Белова В.В. Возможности применения современных программных комплексов моделирования надежности систем для решения задач оценки надежности изделий ракетно-космической техники на этапе электрических испытаний // Космонавтика и ракетостроение. 2013. № 1 (70). С. 118-122.

Федухин А.В., Пасько В.П. Моделирование надежности систем средствами пакета программ RELIABmod // Математические машины и системы. 2011. Т. 1. № 1. С. 176-182.

Зеленцов В.А., Потрясаев С.А., Соколов Б.В. Сервис-ориентированный распределенный программный комплекс для оценивания и многокритериального анализа показателей надежности и живучести бортовой аппаратуры малых космических аппаратов: российский и белорусский сегменты // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16. № 4. С. 118-129.

Кирьянчиков В.А., Москвина Л.К. Методика и программное средство оценки надежности вычислительных систем с помощью структурных схем надежности // Известия СПбГТЭУ. 2017. № 8. С. 29-37.

Савицкий Р.С. Автоматизация расчетов надежности структурных схем резервирования // Решетневские чтения. 2012. Т. 2. № 16. С. 638-639.

Тюрин С.Ф., Громов О.А., Каменских А.Н. Программный комплекс исследования методов повышения надежности // Вестник ИЖГТУ им. М.Т. Калашникова. 2012. № 2. С. 153-156.

Курицына В.В., Куринын Д.Н. Инструментальные средства Matlab Simulink в задачах экспертной оценки технологических систем по параметрам качества изготовления изделий точного машиностроения // Труды ГосНИТИ. 2016. Т. 124. № 1. С. 105-111.

Пряничникова В.В., Кадыров Р.Р. Разработка программы по диагностике и расчету надежности автоматизированных систем // Вестник молодого ученого Уфимского государственного нефтяного технического университета. 2016. № 1. С. 47-53.

Нго Зюи До. Программное обеспечение для вычисления показателей надежности сложного оборудования // Известия Байкальского государственного университета. 2016. Т. 26. № 2. С. 322-325.

Дьяконов В.П. Simulink: Самоучитель. М.: ДМК-Пресс, 2013. 784 с.

Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс. СПб: Питер, 2000. 432 с.

Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т. Проектный анализ надежности / под ред. В.И. Патрушева, А.И. Рембизы. М.: Машиностроение, 1988. Т. 5. 316 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.