【正文】 第 37 頁(yè) 共 37 頁(yè)。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。學(xué)友情深，情同兄妹?；厥姿哪辏〉昧诵┰S成績(jī)，生活中有快樂也有艱辛。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。沒有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師必須根據(jù)研制目標(biāo)和現(xiàn)有的條件進(jìn)行綜合權(quán)衡。但是，引入貯備單元會(huì)使系統(tǒng)的基本可靠性隨之下降，使維護(hù)和保障費(fèi)用隨之增加。當(dāng)采用串聯(lián)模型不能滿足系統(tǒng)可靠性的要求時(shí)，而且元器件的可靠性一時(shí)又難以提高、改進(jìn)也十分困難時(shí)，就必須考慮采用貯備模型（余度技術(shù)）來(lái)保證系統(tǒng)的任務(wù)可靠性。另外，對(duì)于工作不允許間斷的產(chǎn)品，不能夠采用非工作貯備模型。但實(shí)際上做不到，因?yàn)楣收蠙z測(cè)器和切換開關(guān)不可能完全可靠。在實(shí)際的工程系統(tǒng)中，之所以要采用表決模型，往往是因?yàn)樘厥獾墓δ苄枰?。因此，在工程?yīng)用時(shí)，要嚴(yán)格控制系統(tǒng)的工作時(shí)間，不能接近、更不能超過單元的平均壽命。② 假設(shè)表決器完全可靠，對(duì)于各單元均為指數(shù)分布的“多數(shù)表決”系統(tǒng)而言，假設(shè)系統(tǒng)的任務(wù)時(shí)間為t，各單元的平均壽命均為。● 對(duì)于表決模型，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：① 假設(shè)表決器完全可靠，當(dāng)k不變時(shí)，系統(tǒng)的可靠度隨著n的增加而增加。盡管如此，在實(shí)際工程應(yīng)用中，有時(shí)仍然要采用“并—串系統(tǒng)”，用來(lái)防止單元的“短路故障”造成的損失?！?對(duì)于混聯(lián)系統(tǒng)而言，可以證明，“串—并系統(tǒng)”（圖5）的可靠性比“并—串系統(tǒng)”（圖6）為高。但是，這種提高不是線性增長(zhǎng)的，當(dāng)并聯(lián)單元過多時(shí)，系統(tǒng)可靠性的提高就再不明顯了，反而使系統(tǒng)過于復(fù)雜，體積和重量也隨之增加?！?并聯(lián)模型是最常用，也是最簡(jiǎn)單的工作貯備模型。串聯(lián)的單元越多，則系統(tǒng)的可靠性越低。不過，無(wú)論實(shí)際的工程系統(tǒng)多么復(fù)雜，總可以將其視為，是由幾個(gè)典型模型構(gòu)成的組合體。圖10 典型模型的應(yīng)用在前面，已經(jīng)介紹了幾種典型的可靠性模型，對(duì)于一些較為簡(jiǎn)單的工程系統(tǒng)而言，運(yùn)用其中的一個(gè)，或者兩個(gè)就可以建立該系統(tǒng)的可靠性模型。因此，要建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型并計(jì)算其可靠度是十分困難的,通常要在計(jì)算機(jī)上并借助于專用的軟件進(jìn)行求解。網(wǎng)絡(luò)模型的特點(diǎn)是，不能用簡(jiǎn)單的串聯(lián)和并聯(lián)模型進(jìn)行等效、簡(jiǎn)化，如圖（10）所示。 網(wǎng)絡(luò)模型在實(shí)際的工程系統(tǒng)中，除了前述的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、表決和旁聯(lián)（非工作貯備）等典型的模型之外，還會(huì)遇到一類更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型。由于增加了故障檢測(cè)和切換裝置K，會(huì)使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)，而且，對(duì)K的可靠性要求非常高，其失效率應(yīng)低于單元失效率的50％ 。如果進(jìn)一步假設(shè)故障檢測(cè)器和切換開關(guān)完全可靠，而且各單元的壽命均為指數(shù)分布時(shí)，則系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間等于各單元的平均故障間隔時(shí)間之和，如下式所示， (33)但是，系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式要復(fù)雜得多，可查閱相關(guān)文獻(xiàn)，不再贅述。冷貯備系統(tǒng)的可靠性框圖如圖9所示。由于熱貯備系統(tǒng)和溫貯備系統(tǒng)的貯備單元在待機(jī)期間有可能發(fā)生故障，因此，它們的可靠性數(shù)學(xué)模型比冷貯備系統(tǒng)要復(fù)雜得多，以下只對(duì)冷貯備系統(tǒng)加以簡(jiǎn)單的說明。因此，在實(shí)際工程中，多為溫貯備系統(tǒng)。由上述三個(gè)定義可知，冷貯備系統(tǒng)是一種理想的情況，實(shí)際上并不存在，僅僅是為了簡(jiǎn)化模型而已。根據(jù)貯備單元在待機(jī)期間的失效率不同，非工作貯備系統(tǒng)又劃分為三個(gè)類別：⑴ 冷貯備系統(tǒng)：所謂冷貯備系統(tǒng)是指，處在待機(jī)狀態(tài)的單元不會(huì)發(fā)生故障，即待機(jī)單元的失效率為零；⑵ 熱貯備系統(tǒng)：所謂熱貯備系統(tǒng)是指，處在待機(jī)狀態(tài)的單元有可能發(fā)生故障，而且待機(jī)單元的失效率與工作單元的失效率是相同的；⑶ 溫貯備系統(tǒng)：所謂溫貯備系統(tǒng)是指，處在待機(jī)狀態(tài)的單元有可能發(fā)生故障，而且待機(jī)單元的失效率介于冷貯備系統(tǒng)和熱貯備系之間。因此，稱這種系統(tǒng)為非工作貯備系統(tǒng)，有時(shí)也稱為“旁聯(lián)系統(tǒng)”（旁觀者）。當(dāng)工作單元故障時(shí)，立即由第一個(gè)貯備單元接替工作。它們的共同特點(diǎn)是所有的單元都同時(shí)在工作，每一個(gè)單元既是工作單元，同時(shí)又是貯備單元。因此, 表決系統(tǒng)要慎用。由(32)式可知，表決器的可靠度嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的可靠度，所以要求表決器的可靠度要大大高于各組成單元的可靠度。以上的分析，是在表決器完全可靠的情況下進(jìn)行的。假設(shè)，圖8中的單元A、B、C的壽命分布均為指數(shù)型，而且具有相同的可靠度，那么，將k＝n＝3代入（26）式和（27）式，可得2/3（G）系統(tǒng)的可靠度和如下， (28) (29)對(duì)于1/3（G）系統(tǒng)（3單元并聯(lián)），將k＝n＝3代入（27）式可得： (30)對(duì)于3/3（G）系統(tǒng)（3單元串聯(lián)），將k＝n＝3代入（27）式可得： (31)對(duì)比（29）、（30）和（31）式可知，由三個(gè)單元組成的2/3（G）表決系統(tǒng)的（=），比由相同單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)高，即比3/3（G）系統(tǒng)（）為高；比由相同單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)低，即比1/3（G）系統(tǒng)（）為低；而且，比一個(gè)單元的MTBF（=）也低。在多數(shù)表決系統(tǒng)中，又以“三中取二系統(tǒng)”（i＝1）最為常見，即2/3（G）系統(tǒng)，它的可靠性框圖如圖8所示。 2i+1=n。表決系統(tǒng)常用于數(shù)字電路和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，其中的一個(gè)應(yīng)用特例就是“多數(shù)表決系統(tǒng)”，即（i＋1）/（2i＋1）（G）系統(tǒng)。而且進(jìn)一步假設(shè)各組成單元的可靠度相等，均為，則系統(tǒng)的可靠度為： (24)式中，表示從n個(gè)單元中抽取i個(gè)正常單元的組合數(shù), 計(jì)算公式為， (25)當(dāng)各單元的可靠度是時(shí)間t的函數(shù)，而且均為指數(shù)分布時(shí)，則系統(tǒng)的可靠度為， (26)由上式可知，雖然單元的壽命分布為指數(shù)型，但表決系統(tǒng)的壽命為“二項(xiàng)分布”，不再是指數(shù)型。圖7圖中的“k/n（G）”就是n中取k“表決器”。很顯然，當(dāng)k＝1時(shí)，1/n(G)就是并聯(lián)系統(tǒng)；當(dāng)k＝n時(shí)，n/n(G)就是串聯(lián)系統(tǒng)。稱k為有效單元數(shù)，稱這樣的系統(tǒng)為n中取k不故障系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為n中取k系統(tǒng)，記為k/n（G）。當(dāng)故障單元數(shù)少于規(guī)定的“有效單元”數(shù)時(shí)，系統(tǒng)就能正常工作，稱這樣的系統(tǒng)為表決系