В. Е. САПАРОВ
Вариант № 1. Задачи 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1 – по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.»
Вариант № 2. Задачи 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 5.2 – по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.»
Вариант № 3. Задачи 1.3, 2.3, 3.3, 4.3, 5.3 – по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.»
Вариант № 4. Задачи 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, 5.4 – по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.»
Вариант № 5. Задачи 1.5, 2.5, 3.5, 4.5– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача 1-1. Интенсивность отказов элемента λ (t) = = at 1/ч. Определить плотность распределения наработки до отказа.
Вариант № 6. Задачи 1.6, 2.6, 3.6, 4.6– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача 1-2. Какова вероятность безотказной работы технического объекта в течение средней наработки до отказа, если интенсивность отказов λ (t) = α t 1/ч.
Вариант № 7. Задачи 1.7, 2.7, 3.7, 4.7– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача1-3. Радиовысотомер имеет показательное распределение наработки до отказа. Определить вероятность безотказной работы высотомера в течение наработки ti, равной средней наработке до отказа mt.
Вариант № 8. Задачи 1.8, 2.8, 4.8– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача 1-4. Найти среднюю наработку до отказа технического объекта, если интенсивность отказов λ (t) при t t0 и равна a(t-t0) при t> t0. Задача 1-5. Интенсивность отказов блока питания λ (t) =at l/ч. Определить вероятность безотказной работы блока в течение наработки (t1, t2), если α =10-5 1/ч2, t1 = 1000 ч, t2 = 1100 ч.
Вариант № 9. Задачи 2.9, 4.9– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача 1-6. Сравнить вероятности безотказной работы в течение наработки (5000, 5100) * ч двух изделий. Для каждого из изделий характерно одинаковое распределение времени между соседними независимыми отказами. Первое изделие имеет показательное распределение времени между отказами с плотностью f (t) =2· 10-3 ехр [—2·10~3 t ], второе — нормальное распределение с параметрами mt =.500 ч; σ t ==180 ч. Задача 1-7. Установлено, что наработка до отказа привода антенны имеет распределение Вейбулла с параметром β = 1, 8. Вероятность безотказной работы привода в течение наработки (0, 100) ч равна 0, 95. Требуется определить интенсивность отказов в момент времени t= 100 ч и среднюю наработку до отказа привода. Задача 1-8. Определить, какова должна быть средняя наработка до отказа nit объекта, имеющего показательное распределение наработки до отказа, чтобы вероятность безотказной работы была не менее 0, 99 в течение наработки ti = 300 ч.
Вариант № 10. Задачи 2.10, 4.10– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» Задача 1-9.Объект имеет нормальное распределение наработки до отказа с параметрами mt =1200 ч и σ t= 250 ч. Область возможных значений наработки до отказа — (0, ). В течение какой наработки (0, ti) объект будет функционировать с вероятностью безотказной работы не менее чем P(ti) =0, 95?
Задача 1-10. Тиристорный выпрямительный блок имеет нормальное распределение наработки до отказа с параметрами mt = 800 ч и σ t = 100 ч. Определить значения вероятности безотказной работы блока для значений наработки ti = 600, 800, 1000 ч. Область возможных значений наработки до отказа — (0, ).
Задача 1-11. Известна показательная функция надежности P(t). Объект проработал интервал времени (0, t1) и работоспособен в момент t2. Требуется определить вероятность безотказной работы этого объекта в течение интервала наработки (t1, t2), если P(t1)=0, 6, P(t2)=0, 3
Вариант № 11. Задачи 2.11 4.11– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. На испытание была поставлена 1000 однотипных датчиков давления. За 5000 ч отказало 75 устройств. Определите вероятность безотказной работы и вероятность отказа датчиков в течение 5000 ч. 2.Время безотказной работы авиационного радиоэлектронного оборудования в полете является случайной величиной, распределенной по экспоненциальному закону. Определите вероятность безотказной работы оборудования в течение десятичасового полета, если среднее время без 3.По каналу связи передается η = 5 сообщений, каждое из которых искажается независимо от других с вероятностью ρ = 0, 1. Постройте ряд распределения числа искаженных сообщений ξ. Определите закон распределения случайной величины ξ, найдите ее математическое ожидание и дисперсию.
Вариант № 12. Задачи 2.12, 4.12– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. На испытание поставлено 6 однотипных изделий. Получены следующие значения времени безотказной работы i-ro изделия: tl = 280 ч; t 2= 350 ч; t 3 = 400 ч; t 4 = 320 ч; t 5 = 380 ч; t 6 = 330 ч. Требуется определить статистическую оценку среднего времени безотказной работы изделия. 2.Усталостная долговечность рычагов стеклоочистителя автомобиля имеет нормальное распределение с математическим ожиданием 500 тыс. циклов и среднимквадратическим отклонением 25 циклов. Найдите вероятность безотказной работы рычагов стеклоочистителя за 450 тыс. циклов. Постройте график интенсивности отказов. 3.Из-за снижения качества электрической энергии в электрической сети происходит в среднем 8 отключений технологического оборудования в месяц. В предположении, что все отключения в течение месяца независимы и их число имеет распределение Пуассона, определите вероятность того, что в течение двух месяцев произойдет 20 или более отключений.
Вариант № 13. Задачи 2.13, 4.13– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. Электропривод проработал 3000ч, после чего проводились наблюдения за его работой. В течение последующих 2000 ч работы было зарегистрировано 8 отказов. Определите среднюю наработку на отказ. 2. Покажите, что при нормальном распределении наработки до отказа интенсивность отказов является монотонно возрастающей функцией.
3.Подводная лодка атакует корабль, выстреливая по
Вариант № 14. Задачи 2.14, 4.14– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. В течение наблюдаемого периода эксплуатации аппаратуры было зафиксировано 5 отказов. Время восстановления составило: t1 = 0, 1 ч; t2 = 0, 05 ч; t3 = 0, 2 ч; t 4 = 0, 25 ч; t 5 = 0.15 ч. Определите среднее время восстановления аппаратуры. 2. Определите ожидаемое число отказов через 18 000 км пробега автомобиля, если испытаниям подвергаются 50 одинаковых электронных блоков управления, характеризуемых следующими интенсивностями отказов: а) λ (t) = Ι Ο -5 ч-1; б) λ (t) =10 -8 ч-1; в) λ (t) = 10- 4exp(10-2 t), ч-1. 3. Производятся испытания n изделий на надежность. Вероятность выдержать испытания для каждого изделия равна р. Построить ряд распределения случайного числа изделий, выдержавших испытания.
Вариант № 15. Задачи 2.15, 4.15– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. Коэффициент готовности технологического агрегата составляет 0, 9. Среднее время его восстановления равно 12ч. Определите вероятность застать агрегат в исправном состоянии в момент времени t = 20 ч. 2. Рассмотрите гамма-распределение с различными 3.Партия из 100 изделий содержит 10 бракованных. Из всей партии случайным образом отбирают с целью проверки качества δ изделий. Определите математическое ожидание числа бракованных изделий, содержащихся в случайной выборке.
Вариант № 16. Задачи 2.16, 4.16– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. Интенсивность отказов системы управления равна λ = 0, 01 ч-1. Среднее время восстановления равно 10ч. 2.Наработка элемента системы управления до отказа имеет гамма-распределение с параметрами α = 2 и θ = 0, 001 ч-1. Определите вероятность безотказной работы элемента и интенсивность отказов при наработке, равной 100 единицам времени. Каково среднее время без 3.Электронная система управления состоит из 1000 элементов. Вероятность отказа одного элемента в течение одного года работы равна 0, 001 и не зависит от состояния других элементов. Какова вероятность отказа двух и не менее двух элементов за год?
Вариант № 17. Задача 2.17– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. Выведите уравнение, связывающее параметр потока отказов объекта и плотность распределения наработки до отказа. 2.Испытаниям на долговечность подвергаются 15 одинаковых электронных блоков. Наработка измеряется в тысячах рабочих циклов. Отказы произошли при следующих значениях наработки: 90, 150, 240, 340, 410, 450, 510, 550, 600, 670, 710, 770, 790, 830, 880. На основании 3.В приборный отсек космического аппарата за вре P(k, λ)= μ k e-μ /k! Условная вероятность для каждой частицы попасть в уязвимый блок равна р. Определите вероятность попадания в блок: ровно k частиц; хотя бы одной частицы. 4.Рукопись, сданная в издательство, содержит 500 страниц. При этом количество опечаток равно 500. Определите вероятность того, что на одной странице содержится не менее трех опечаток.
Вариант № 18. Задача 2.18– по книге «Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум.» 1. Средняя наработка на отказ для танка составляет 800 км. При допущении об экспоненциальном распределении наработки до отказа определите: какой должна быть максимальная дальность боевого рейда, чтобы вероятность возвращения танка составила 0, 98; какова вероятность того, 2. Интенсивность отказов изделия λ = 0, 01 ч -1. Для повышения надежности предлагается облегчить режим работы элементов и снизить таким образом интенсивность отказов вдвое либо дублировать изделие при постоянно включенном резерве без облегчения режима работы элементов. 3. Определить коэффициент оперативной готовности нерезервированной системы управления техническим комплексом, которая состоит из телемеханической системы, двух однотипных компьютеров (бортового и наземного), исполнительного устройства, системы электропитания с интенсивностями отказов: λ 1 = 10-5 ч-1; λ 2 = λ 3 == 4-10-5ч-1; λ., = 8-10-6 ч-1; λ 5 = 2-10-5ч-1 и восстановлений: μ, = 0, 5-10 -1 ч" 1; μ ζ = μ 3 = 10-1 ч-1; μ 4 = 3-10-1 ч-1; μ 5 = 5-10-1 ч-1 соответственно, если время непрерывной 4. Определить коэффициент готовности устройства сопряжения с объектом (УСО), который является частью измерительно-вычислительного комплекса, включающего кроме этого также и сигнальный процессор (СП), если известно, что коэффициент готовности комплекса равняется 0, 9, интенсивности отказов УСО и СП одинаковы и равняются 1ч-1, а отношение интенсивностей их восстановлений равно 0, 5.
Вариант № 19. 1-1. Какова вероятность безотказной работы объекта в течение средней наработки до отказа, если плотность распределения наработки до отказа f(t) = λ ехр [ — λ t ]. Ответ: P(mt)= 0, 37. 1-2. Определить, какой технический объект имеет большую вероятность безотказной работы в период (1000, 1100) ч: имеющий плотность распределения наработки до отказа f 1 (t)= λ 1 ехр[ — λ 1 t ]или f2(t) =t/σ 2 exp (- t2/ 2 σ 2) если λ ι = 10-3 l/ч, σ =103 ч. Ответ: большую вероятность безотказной работы в период (1000, 1100) ч имеет второй объект. 1-3. Наработка до отказа технического объекта подчинена усеченному нормальному закону распределения с параметрами mt = 8000 ч, σ t =1500 ч. Диапазон возможных значений наработки до отказа (0, ). Найти вероятность безотказной работы объекта в течение заданной наработки (3000, 4000) ч. Ответ: Ρ (3000, 4000) =0, 996. 1-4. Вычислить среднюю наработку до отказа технического объекта, интенсивность отказов которого выражается формулой λ (t)= 10-4/(1+ 10-2 t) 1/ч. Ответ: mt =200 ч. 1-5. Доказать, что при плотности распределения наработки до отказа f (t) = с1 λ 1 ехр [— λ 1 t ] + c2 λ 2 exp [— λ 2 t ] при c1+c2 =l существует установившееся значение интенсивности отказов, равное меньшему из значений λ ι и λ 2.
Вариант № 20. 1-6. Случайные величины наработки между последовательными отказами ремонтируемого объекта независимы и имеют плотность распределения f (t) = с1 λ 1 ехр [—λ χ t ] + c 2λ 2 exp[-λ 2 t ] причем с 1 = 0, 3, c 2=0, 7, λ 1 = 10-3 1/ч, λ 2 = 2*10-3 1/ч Вычислить зависимость параметра потока отказов наработки, Ответ: ω (t) = 1, 54·10‑ 3+ 1, 62- 10-4ехр[— 1, 3*10‑ 3 t ] 1-7. Для условий задачи 1-6 найти, при каком значении наработки (в долях наработки на отказ) параметр потока отказов будет отличаться от установившегося значения не более чем на 10%; на 20%. Ответ: 0, 042 mt; 1, 95 mt. 1-8. Доказать, что если плотность распределения наработки между соседними отказами f(t} = c1 λ 1 ехр [— λ 1 t + с 2λ 2 ехр [—λ 2 t ], с 1 + с 2 = 1 и отказы независимы, то установившееся значение параметра потока отказов всегда больше установившегося значения интенсивности отказов. 1-9. Для элемента, имеющего усеченное нормальное распределение наработки до отказа, были вычислены значения параметра потока отказов ω (t. интенсивности отказов λ (t) и плотности распределения наработки до отказа f(t) при t = 2mt, где mt — средняя наработка между соседними отказами. Отказы независимы. Часть вычислений была утеряна, -сохранились лишь конечные результаты в виде трех цифр: 5-10-э; 2-10-4; 1, 4-10-3. Установить, какая из этих цифр соответствует параметру потока отказов, интенсивности отказов, плотности распределения наработки до отказа. Ответ: ω (2m t) =1, 4- 10-3 1/ч, λ ( 2 mt) = 5- 10-3 l/ч, f (2 mt)=2-10-4 l/ч. 1-10. Найти установившееся значение параметра потока независимых отказов объекта, если интенсивность отказов изменяется линейно: λ (t)=α t l/ч. Ответ: ω = /1, 25 1 /ч.
Вариант № 21. 1-11. Сравнить вероятности безотказной работы двух неремонтируемых объектов в течение (3000, 4000) ч. Для обоих объектов справедливы усеченные нормальные распределения наработки до отказа с параметрами: тt 1= = 2800 ч, тt 12 = 600 ч, т< 2 = 3000 ч, σ t2=400 ч. Диапазон.возможных значений наработки до отказа (0, ). Ответ: P 1(3000, 4000) = 0, 523; Р 2 (3000, 4000) = = 0, 5. 1-12. Система состоит из трех элементов, имеющих следующие значения средней наработки между соседними независимыми отказами: mt1= 1000 ч, m t2=2000 ч, m t3 =800 ч. Вычислить установившееся значение параметра потока отказов системы. Ответ: ω = 2, 75·10-3 1/ч. 1-13. Сравнить значения средней наработки до отказа двух неремонтируемых объектов, имеющих функции надежности: P(t) = ехр [-2- 10-3 t ], Р2(t) = 0, 2ехр[— 3·10-3 t ] + 0, 8 ехр [— 10-3 t ]. Ответ: m t1 =500 ч, m t2 =867 ч. 1-14. Вероятность безотказной работы объекта в течение наработки (0, 100) ч равна 0, 98. Предполагая показательное распределение наработки до отказа, вычислить без применения таблиц показательной функции ехр [ — х] среднюю наработку до отказа. Ответ: mt 5000 ч (использовано приближенное соотношение ехр[- t/mt ] 1- t/mt), 1-15. Случайные величины наработки между последовательными отказами ремонтируемого объекта независимы и одинаково распределены. Плотность распределения наработки между отказами f(t) = β 2 t exp [-β t ]. Найти выражение, характеризующее зависимость параметра потока отказов от наработки и его установившееся значение. Ответ: ω (t) = β /2 –ехр β /2 [— 2β t ], ω = β /2.
Вариант № 22. 1. Величина ξ имеет нормальное распределение со средним значением 50 и среднеквадратическим отклонением 5. Определите Ρ (ξ < 47), Ρ (ξ > 49), Р(49 < ξ < 52). 2.Вероятность превышения напряжением, в электрической сети допустимого ГОСТом уровня равна pl. Вероятность выхода из строя электронного прибора при повышенном напряжении равна р2. Определите вероятность аварии в результате повышения напряжения в электрической сети. 3. Для автомобильного прибора средняя наработка на отказ составляет 1200 ч. При допущении об экспоненциальном законе распределения наработки на отказ определите, какова вероятность отказа прибора в рейсе продолжительностью 4 ч. 4.В случаях, когда интенсивность отказов резко возрастает или убывает, используется экспоненциальная модель λ (t)= се ‑ α t, где с и α — константы. Для этой модели определите плотность распределения вероятностей и вероятность безотказной работы. 5.Найдите квантиль логарифмически нормального распределения с параметрами т и σ, соответствующую вероятности Ρ = 0, 975.
Вариант № 23. 1. Сопротивление резисторов можно считать нормально распределенной случайной величиной со среднеквадратическим отклонением 2%. Какова вероятность брака, если бракуются резисторы, сопротивление которых отклоняется от номинала на 5%?
2.Время безотказной работы электронного блока подчинено усеченному нормальному закону распределения с параметрами т = 10 000 ч, σ = 2000 ч. Определите вероятность безотказной работы блока для значений наработки 2000 ч, 5000 ч, 8000 ч.
3.Oпределите квантиль пуассоновского распределения со средним значением 5, соответствующую вероятности Р = 0, 05. 4.Требуется рассчитать вероятность безотказной работы резервированной системы, которая состоит из процессора, устройства ввода-вывода, оперативного запоминающего устройства, постоянного запоминающего устройства и блока энергообеспечения с соответствующими значениями интенсивностей отказов: λ, = 30-10-4 ч" 1; λ .2 = 20-10-4 ч-1; λ 3 = 10-10- 4 ч-1; λ 4 = 14-10 -4 ч-1; λ 5 = 10-10-4 ч-1. Время функционирования f = 25 ч. 5. Определить, какое из мероприятий оказывает боль а) снижение интенсивности отказа микросхем в два раза; δ) использование схем нагруженного дублирования всего блока. В каком случае необходимо введение специального контрольно-коммутирующего узла, состоящего из 20 микросхем с аналогичными значениями интенсивности отказов. Принять время работы блока равным 500 ч.
Вариант № 24. 1. Случайная величина ς имеет показательное распределение с параметром λ = 2. Найти вероятность события (1< ξ < 3). 2. Время исправной работы модуля подчинено закону Вейбулл а с параметрами α = 2, 5 и θ = 0, 8-10 - 7 ч-1. Требуется найти вероятность безотказной работы, плотность вероятности и интенсивность отказов модуля за время t = 200 ч. Определите среднюю наработку до первого отказа элемента. Вариант № 25. 1. Погрешность датчика следящей системы является случайной величиной, подчиняющейся нормальному распределению с математическим ожиданием 30 угл. мин и среднеквадратическим отклонением 5 угл. мин. Определите вероятность того, что погрешность произвольно установленного датчика: а) не превысит 25 угл. мин; б) будет лежать в пределах от 25 до 35 угл. мин. 2. Вероятность безотказной работы объекта в течение 1000 ч равна 0, 95. Время исправной работы подчинено закону Рэлея. Требуется определить количественные характеристики надежности f(t), λ (t) и Тсp. 3. Электротехнический блок состоит из трех релейных 4. Сравните интенсивности отказов двух систем, одна 5.Покажите, что для системы из n равнонадежных
Вариант № 26. 1. Время безотказной работы контроллера — случайная величина Т, подчиняющаяся показательному распределению с параметром λ (среднее число отказов в единицу времени). Определите вероятность того, что время безотказной работы Т > 10/λ. 2.Определите математическое ожидание и дисперсию 3. Покажите, во сколько раз интенсивность отказов 4.Определите, во сколько раз интенсивность отказов трехканальной неадаптивной (адаптивной) мажоритарно резервированной системы (МРС) из отдельных резервированных элементов больше интенсивности отказов неадаптивной (адаптивной) МРС с общим резервированием элементов при условии абсолютно надежных мажоритарных органов этих систем. Каналы системы получаются из n равнонадежных элементов с интенсивностью отказов λ. 5.Вероятность безотказной работы силового преобразователя в течение t = 103 ч равна 0, 95. Для повышения надежности системы электропитания используется второй такой преобразователь, который включается при выходе из строя первого. Требуется рассчитать вероятность безотказной работы и среднюю наработку до отказа системы, состоящей из двух преобразователей, а также построить графики зависимостей частоты отказов и интенсивности отказов от времени.
В. Е. САПАРОВ
|