Статистические оценки критериев надежности РЭСИ (стр. 1 из 2)
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники
кафедра РЭС
РЕФЕРАТ
на тему:
«СТАТИСТИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ КРИТЕРИЕВ НАДЕЖНОСТИ РЭСИ»
МИНСК, 2008
Результаты эксплуатации РЭСИ и ее элементов могут быть использованы для получения экспериментальных значений их критериев надежности.
Такие критерии всегда являются приближенными, так как получены по ограниченному объему экспериментальных данных и, следовательно, всегда содержат элемент случайности. Ошибку критерия надежности, полученного экспериментальным путем, можно оценить с помощью доверительного интервала (при заданной доверительной вероятности). Доверительным интервалом называют область всех возможных значений критерия надежности, которые могут быть получены в результате данного эксперимента. Доверительная вероятность указывает, насколько вероятно нахождение экспериментального значения критерия надежности внутри границ доверительного интервала.
Любое приближенное значение Х* критерия Х надежности, вычисленное на основе ограниченного числа реализаций, называется оценкой критерия. Естественно, чтобы при увеличении n она приближалась (сходилась по вертикали) к искомому параметру распределения Х. Оценка, обладающая таким свойством, называется состоятельной. Желательно также, чтобы при использовании оценки Х* вместо действительного значения Х критерия надежности не было математической ошибки в расчетах, т.е. чтобы выполнялось условие т(х*)=х. Оценка, удовлетворяющая такому условию, называется несмещенной. Особенно это важно при малом объеме экспериментальных данных. И, в третьих, желательно, чтобы выбранная оценка имела по сравнению с другими наименьшую дисперсию. Такая оценка называется эффективной.
Практически не всегда удается найти оценку критерия, которая бы удовлетворяла всем перечисленным требованиям.
Вид формулы оценки критерия надежности зависит от его закона распределения, и от типа выборочного плана испытаний (или эксплуатации).
Рассмотрим правила определения оценок и доверительных границ для параметров экспоненциального распределения и распределения Пуассона.
Определение данных параметров проводится для расчета характеристик надежности по результатам специально организованных испытаний. В нижеследующей таблице приведем характеристики 12 наиболее часто встречающихся планов испытаний на надежность:
Таблица 1 - Характеристики планов испытаний на надежность
| План, индекс плана j, выражения для mj, sj | Описание плана |
| 1 | 2 |
| Планы для объектов не восстанавливаемых в процессе испытаний | |
| [N,R,T,]0≤m1 ≤NS1=N-Tm- число отказовS- наработка | План испытаний, согласно которому начинают испытывать N объектов; отказавшие во время испытаний объекты заменяются новыми, а испытания прекращаются по истечении времени Т. |
| [N,R,r]m2 = r > 0S2= N-XrXr- наработка i-го объекта до r отказа | План испытаний, согласно которому начинают испытывать N объектов, отказавшие во время испытаний объекты заменяются новыми, а испытания прекращаются, когда число отказавших объектов достигает r. |
| [N,R,(r,T)] S3=S1или S2 m3=m1 или m2(см. п.2) | План испытаний, согласно которому начинают испытывать N объектов, отказавшие во время испытаний объекты заменяются новыми, а испытания прекращаются, когда число отказавших объектов достигает r, или по истечении времени Т- в зависимости от того, какое из этих условий будет выполнено раньше. |
[N,U,T]0≤m4 ≤N  | План испытаний, согласно которому начинают испытывать N объектов, отказавшие во время испытаний объекты новыми не заменяются, а испытание прекращается по истечении времени Т |
[N,U,r]m5 =r>0  | План испытаний, согласно которому начинают испытывать N объектов, отказавшие объекты новыми не заменяются, а испытания прекращаются, когда число отказавших объектов достигает r. При r = N имеет случай полностью определенной выборки. |
| [N,U,(r,T)]m6=m4или m5S6=S4или S5 | См. п.3 |
| Планы для восстанавливаемых объектов | |
| [N,M,T]m>0S7 =N-T | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность каждого объекта восстанавливается, объекты испытываются до наработки Т. |
| [N,m,r]m8=N·r>0 | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность объекта восстанавливается, каждый |
 | объект испытывается до возникновения у него r отказов |
| [N,M,(r,T)]0≤m9≤Nr0≤S9≤N T | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность объекта восстанавливается, каждый объект испытывается либо до возникновения у него r отказов, либо до наработки T, в зависимости от того, какое из этих условий будет выполнено раньше |
[N,m,rΣ]m10=rΣ>0  X" -наработка К-го элемента полностью за время испытаний. | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность объекта восстанавливается, испытания прекращаются при возникновении суммарного числа rΣотказов с учетом всех объектов |
| [N,M,TΣ]m11≥0S11=TΣ | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность объекта восстанавливается, испытания прекращаются при получении ТΣсуммарной наработки всех объектов |
| [N,M,(rΣ,TΣ)]m12=m10 или m11S12=S10или S11 | План испытаний, согласно которому испытаниям подлежат N объектов; после каждого отказа работоспособность объекта восстанавливается, испытания прекращаются при возникновении суммарного числа rΣ отказов с учетом всех объектов или при получении ТΣ - суммарной наработки всех объектов, в зависимости от того, какое из этих условий будет выполнено раньше |
Все планы можно разделить на три группы:
планы с индексом R, т.е. планы испытаний не восстанавливаемых изделий, согласно которым отказавшие во время испытаний изделия заменяются новыми;
планы с индексом U, т.е. планы испытаний невосстанавливаемых объектов, согласно которым отказавшие изделия не заменяются новыми;
планы с индексом М, т. е. планы испытаний восстанавливаемых объектов, согласно которым после отказа работоспособность объекта восстанавливается.
Таким образом при обозначении плана испытаний:
первая буква обозначения плана означает, что на испытание было поставлено N изделий;
вторая буква - характеризует выборку (возвратная или безвозвратная);
третья буква r,T- обозначает ограничение испытаний, т.е.:
r- испытания ведутся до получения ожидаемого числа отказов r;
Т - испытания прекращаются по истечении заданного времени Т;
При испытании невосстанавливаемых объектов по плану NUr при r=Nполучаем полностью определенную выборку, т.е. такую выборку, в которой все значения X1,X2,..,Xn случайной величины Х определены. При остальных планах испытаний получают не полностью определенные выборки, т.е. такие в которых известны m значений случайной величины Х (m<n)/
При испытании восстанавливаемых объектов по плану NMr при любом r получают полностью определенную выборку, при прочих - не полностью определенные выборки.
Планы испытаний [N,U,(r,T)],[N,M,(r,T)],[N,R,(r,T)],[N,M,(rΣ,TΣ)] называют
двойственными, в отличие от остальных простых планов.
При испытании по двойственным планам получают обычно результат, соответствующий одному из двух простых планов, кроме плана [N,M,(r,T)].
Дадим графическую интерпретацию отдельных планов:
NRT
NUT
Определение оценок параметров экспоненциального распределения
Экспоненциальное распределение имеет один параметр λ, который связан со средним значением α случайной величины Х соотношением: λ=1/α; Таким образом в дальнейшем, оценку среднего значения α случайной величины Х будем обозначать через Х, оценка параметра λбудет обозначаться через λ.
Выражения для оценки параметров Х и λприведены в таблицах 2, 3