Решение задачи повышения надежности резервирования с помощью эволюционного моделирования
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ФГБОУ ВПО ВГУ)
Факультет Прикладной математики, информатики и механики
Кафедра математических методов исследования операций
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЭВОЛЮЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Выпускная квалификационная работа бакалавра
Направление 010500 Прикладная математика и информатика
Допущен к защите в ГАК ________ 201_ года
Зав. кафедройБаскаков А.Г.
Д.ф.-м.н., профессор
ИсполнительГальцев Я.С.
РуководительКаширина И.Л.
К.т.н., доцент
Воронеж 2012
Оглавление
Введение.
Глава 1. Суть проблемы повышения надежности резервирования компонентов стендовой информационно-управляющей системы для проведения огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей
.1 Общие сведения о надежности аппаратных средств и методах резервирования
.2 Архитектура систем управления огневыми испытаниями ЖРД
Глава 2. Основы теории надежности
.1Теория надежности как наука, понятие надежности и отказа
.2.Терминология теории надежности
.3Критерии надежности невосстанавливаемых систем
.4 Экспоненциальное распределение времени до отказа.
Глава 3. Математическая модель выбора вариантов резервирования компонентов стендовой информационно-управляющей системы
Глава 4. Генетические алгоритмы.
.1 Общая схема генетического алгоритма
.2 Создание начальной популяции
.3 Отбор (селекция)
.4 Скрещивание (кроссовер)
.5 Мутация
.6 Формирование новой популяции.
Глава 5. Генетический алгоритм решения задачи выбора вариантов резервирования компонентов стендовой информационно-управляющей системы
Глава 6. Разработка приложения
.1 Требования к приложению.
.2 Особенности реализации.
.3 Графический интерфейс
.4 Тестирование приложения, определение оптимальных параметров
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Листинг программы
Введение
Данная дипломная работа посвящена решению задачи повышения надежности резервирования компонентов стендовой информационно-управляющей системы для проведения огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей. Актуальность данной тематики состоит в том, что не существует универсальных формализованных методов, алгоритмов, программ, позволяющих автоматизировать процесс управления надежностью для любой сложной технической системы на всех этапах ее жизненного цикла. Основная сложность задачи обусловлена ее многокритериальностью. Решение таких задач требует разработки специальных алгоритмов и методов решения, которые не всегда удается получить. Поэтому решение данной задачи было решено искать с помощью универсальных алгоритмов эволюционного моделирования, которое заключается в замене моделирования сложного объекта моделированием его эволюции. Эволюционные методы в отличие от точных методов математического программирования позволяют находить решения, близкие к оптимальным, за приемлемое время
Таким образом, целью данной работы является реализация приложения, позволяющего с помощью алгоритмов эволюционного моделирования получать оптимальные или близкие к оптимальным решения.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие этапы:
.Изучение сути проблемы данной задачи;
.Изучение основы теории надежности;
.Изучение математической модели данной задачи;
.Разработка алгоритмов решения задачи;
.Программная реализация;
.Тестирование программы.
Глава 1. Суть проблемы повышения надежности резервирования компонентов стендовой информационно-управляющей системы для проведения огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей
.1 Общие сведения о надежности аппаратных средств и методах резервирования
При проведении огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) предъявляются особые требования к безотказности технических средств автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Одними из основных показателей безотказности технических средств АСУТП являются среднее время наработки на отказ и вероятность безотказной работы.
Одним из самых радикальных способов повышения безотказности (надежности) является резервирование. В промышленной автоматизации наибольшее распространение получили следующие методы резервирования: резервирование замещением один из двух (1оо2 - 1 out of 2) и метод мажоритарного голосования два из трех (2оо3). Системы без резервирования классифицируются как 1оо1.
1.2 Архитектура систем управления огневыми испытаниями ЖРД
Системой управления называется комплекс устройств, посредством которых осуществляется запуск, останов, изменение режимов работы и контроль параметров двигателя. В основу системы управления положена релейная автоматика. Основой релейной автоматики являются дискретные ключевые элементы, обеспечивающие подачу и снятие команд управления и имеющие состояния: замкнут, разомкнут. Ключевой элемент является одним из звеньев канала (тракта) управления.
Высокие требования, предъявляемые к безотказности систем управления испытаниями ЖРД отно