大家好，今天小編來為大家解答控制系統(tǒng)研發(fā)中如何處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性設(shè)計(jì)？這個(gè)問題，怎樣進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性分配很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

怎樣進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性分配

可靠性分配就是：在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，把要求的MTBF“分配進(jìn)”產(chǎn)品里。當(dāng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，將可靠性指標(biāo)自上而下逐級(jí)地分配到各個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)內(nèi)。例如：一部手機(jī)，客戶要求可靠性指標(biāo)MTBF=1000小時(shí)。做可靠性分配時(shí)，按主要的零件和失效后果來分配，如手機(jī)鍵盤MTBF=1200H、LED屏幕MTBF=1300H、攝像頭MTBF=1020H等，關(guān)鍵注意分配給零件的MTBF一定要大于1000H才能保證系統(tǒng)的MTBF=1000H。

可靠性設(shè)計(jì)的重要性

可靠性設(shè)計(jì)是系統(tǒng)總體工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，是為了保證系統(tǒng)的可靠性而進(jìn)行的一系列分析與設(shè)計(jì)技術(shù)。它是通過系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的。“產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的”，但實(shí)踐證明，產(chǎn)品的可靠性首先是設(shè)計(jì)出來的。可靠性設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)產(chǎn)品的固有可靠性產(chǎn)生重大的影響。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)一旦完成，并按設(shè)計(jì)預(yù)定的要求制造出來后，其固有可靠性就確定了。生產(chǎn)制造過程最多只能保證設(shè)計(jì)中形成的產(chǎn)品潛在可靠性得以實(shí)現(xiàn)，而在使用和維修過程中只能是盡量維持已獲得的固有可靠性。所以，如果在設(shè)計(jì)階段沒有認(rèn)真考慮產(chǎn)品的可靠性問題，造成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，電路設(shè)計(jì)不可行，材料、元器件選擇不當(dāng)，安全系數(shù)太低，檢查維修不便等問題，在以后的各個(gè)階段中，無論怎么認(rèn)真制造，精心使用、加強(qiáng)管理也難以保證產(chǎn)品可靠性的要求。因此，我們說產(chǎn)品的可靠性首先是設(shè)計(jì)出來的，可靠性設(shè)計(jì)決定產(chǎn)品的“優(yōu)生”，可靠性設(shè)計(jì)是可靠性工程的最重要的階段。這是因?yàn)椋?/p>

（1）設(shè)計(jì)規(guī)定了系統(tǒng)的固有可靠性。如果在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段沒有認(rèn)真考慮其可靠性問題，如材料、元器件選擇不當(dāng)，安全系數(shù)太低，檢查、調(diào)整、維修不便等，那么以后無論怎樣注意制造、嚴(yán)格管理、精心使用，也難以保證產(chǎn)品的可靠性要求。

（2）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使同類產(chǎn)品之間的競爭加劇。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，這就要求企業(yè)不斷引進(jìn)新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，而且新產(chǎn)品研制周期要短。實(shí)踐告訴我們，如果在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，僅憑經(jīng)驗(yàn)辦事，不注意產(chǎn)品的性能要求，或者沒有對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格的、科學(xué)的論證，產(chǎn)品的可靠性將無法保證。往往等到試制、試用后才發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，只得再做改進(jìn)設(shè)計(jì)，這就使產(chǎn)品研制周期加長，推遲了產(chǎn)品投入市場的周期，降低了競爭能力。在產(chǎn)品的全壽命周期中，只有在設(shè)計(jì)階段采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性，才會(huì)使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）在設(shè)計(jì)階段采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性，耗資最少，效果最佳。美國的諾斯洛普公司估計(jì)，在產(chǎn)品的研制、設(shè)計(jì)階段，為改善可靠性所花費(fèi)的每一美元，將在以后的使用維修方面節(jié)省30美元。此外，我國開展可靠性工作的經(jīng)驗(yàn)證明，在產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期內(nèi)，對(duì)可靠性其重要影響的是設(shè)計(jì)階段，見圖。

綜上所述，可靠性設(shè)計(jì)在總體過程設(shè)計(jì)中占有十分重要的位置，必須把可靠性工程的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)階段，并遵循預(yù)防為主，早期投入，從頭抓起的方針，并以開始研制起，就要進(jìn)行產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)，盡可能把不可靠的因素消除在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的早期。

如何精準(zhǔn)的控制電路電流

精密電流控制電路，就這個(gè)問題要回歸道具體的應(yīng)用電路目的上，也就說沒有具體的需求所謂的精密是不存在的，所謂的精密電流控制電路是不存在的！也就說精密是相對(duì)的，是按照具體要求設(shè)計(jì)的！所謂的精密是電路技術(shù)能力的配套供給，而不可能是一個(gè)電路對(duì)所有外在需求達(dá)到精密的供給控制。

具體說來現(xiàn)行社會(huì)就存在著許多電流控制的電路，以及行業(yè)和控制要求所設(shè)計(jì)的電路。

具體的電流是什么模式的電流；是交流還是交流；是恒定的電流理念還是控制范圍內(nèi)的高質(zhì)量電流供給，是一次性的精密好事漫長的負(fù)荷長期穩(wěn)定的供給；是否對(duì)電流質(zhì)量具有一定的要求。

客觀的說任何精密控制都是具有一定的精度感知氛圍，要能力強(qiáng)大就必須控制消耗加大。要高級(jí)就必須投資高。高功率大，就必須容忍精密是范圍擴(kuò)大。甚至要防止高次諧波的存在和發(fā)生。要精密就要防止控制性的自舉震蕩，要控制就必須具有能量消耗，就必須有功率余量。

精密是相對(duì)的，受針對(duì)具體適用而現(xiàn)實(shí)的！控制和響應(yīng)是分散的，合理設(shè)計(jì)是必要的！

這么簡單的說吧！要設(shè)計(jì)經(jīng)歷控制電路要量化一下參數(shù)。

電路功率；電路電流控制理想曲線；電路精密的范圍；以及電路保護(hù)和控制保護(hù)。設(shè)備造價(jià)期待；設(shè)備適用年限，以及設(shè)備適用的環(huán)境以及領(lǐng)域。等等這些參數(shù)要素具備了以后，在合理的研發(fā)對(duì)應(yīng)的電路，或者選取對(duì)應(yīng)的電路。

一定要清楚精密是范圍，是容忍的配置范圍沒有絕對(duì)。甚至需要多套控制電路共同負(fù)責(zé)控制。如大電流，如恒流期待，哈哈??就說這些了！

設(shè)計(jì)可靠性具體包括哪些內(nèi)容

可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的可靠性進(jìn)行預(yù)測，對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的可靠度進(jìn)行分配，進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行可靠性評(píng)審等工作。

原則：1元器件、零部件的選擇注意標(biāo)準(zhǔn)化、系列化2盡量采用行之有效的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和典型線路3盡量采用成熟的工藝規(guī)程和習(xí)慣的操作方法4在可靠性技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，采用新的設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)水平。

基本程序：1設(shè)備可靠性指標(biāo)的論證與確定2設(shè)備可靠性預(yù)測與可靠度分配3設(shè)備可靠性的改善4設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)定型。

保證機(jī)電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些

提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和零部件制造質(zhì)量；減少冗余技術(shù)；提高控制技術(shù)等等方面。

神舟飛船上的計(jì)算機(jī)使用什么操作系統(tǒng)，為什么是自研發(fā)不是Linux

中國航天用的SpaceOS主要內(nèi)容是仿造美國風(fēng)河系統(tǒng)公司的VxWorks653（653是產(chǎn)品名，并非版本號(hào)）。

先解釋為什么用這個(gè)系統(tǒng)不用Linux：

航天器的內(nèi)存和CPU都非常弱，弱到什么程度呢：天宮一號(hào)的CPU是10MHz的，內(nèi)存是2M，這種配置跑Linux比較費(fèi)勁，雖然也并非不可能但要裁剪Linux內(nèi)核確實(shí)太麻煩了。

而Linux的致命缺陷就是Linux不是一個(gè)硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）有一系列嚴(yán)格的定義：包括嚴(yán)格按照任務(wù)優(yōu)先級(jí)搶占執(zhí)行，快速的中斷響應(yīng)，對(duì)關(guān)中斷的時(shí)間有非常嚴(yán)格的控制，Linux是一個(gè)民用的操作系統(tǒng)，其內(nèi)核設(shè)計(jì)并沒有考慮到這些點(diǎn)，所以Linux不適用于航天領(lǐng)域。

實(shí)際上，Linux的主要應(yīng)用還是在通用計(jì)算機(jī)和服務(wù)器方面，在工業(yè)控制、自動(dòng)化方面還有各種各樣的操作系統(tǒng)：ucos，nuclues，threadX，greenhill，VxWorks等等。

有人提到了RT-Linux，這個(gè)說的簡單點(diǎn)，就是底下是一層RTOS，上面是Linux，這種Linux復(fù)雜度太高，也不能裁剪的太小。

有人說到SpaceX公司用的是Linux，這沒錯(cuò)，是火箭用的，SpaceX的龍?zhí)栵w船用的是VxWorks系統(tǒng)。

另外，很多人聽了可能會(huì)難過的就是中國的國防軍工行業(yè)的自動(dòng)化控制部分實(shí)際上也都是VxWorks稱霸的，雖然號(hào)稱自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但實(shí)際上不是那么回事。

家用系統(tǒng)多數(shù)情況下要求系統(tǒng)的均衡運(yùn)行，比如，你可以同時(shí)玩游戲，上網(wǎng)，聽音樂，但實(shí)時(shí)系統(tǒng)都是重要任務(wù)先執(zhí)行，不重要的任務(wù)往后放，設(shè)計(jì)理念是不一樣的。

下面討論一下這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模問題，8000行應(yīng)該說差不多正合適，一個(gè)內(nèi)核、一個(gè)調(diào)度器、若干任務(wù)、中斷處理，甚至可能不包含動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，不要覺得連動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配都沒有還算系統(tǒng)嗎？算，有的系統(tǒng)就是這么設(shè)計(jì)的，要知道內(nèi)存碎片對(duì)于只有幾M內(nèi)存的設(shè)備來說是很可怕的。甚至有的系統(tǒng)里是沒有中斷的，中斷處理是通過輪詢的方式實(shí)現(xiàn)，為的是系統(tǒng)狀態(tài)可以實(shí)時(shí)追蹤。

這么小的系統(tǒng)需要的是精確可靠，有人說自己一個(gè)月就能寫8K行代碼，你要這么說，我說我也可以寫出來，操作系統(tǒng)不是寫應(yīng)用，需要考慮的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)非常多，而且一旦定型，修改又非常麻煩，而且需要大量的測試，NASA那邊是一個(gè)開發(fā)對(duì)應(yīng)幾十個(gè)甚至上百的測試的比例，對(duì)于航天工業(yè)來說，可靠性是最重要的。

最后想說的就是，Linux/Unix/Windows這些都是通用操作系統(tǒng)，跟專用的操作系統(tǒng)差別很大，設(shè)計(jì)思路也完全不一樣，不要從通用操作系統(tǒng)的角度去看待它們。

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漏掉一點(diǎn)：為什么航天器的計(jì)算機(jī)配置都這么差：

因?yàn)樘蛰椛洹O端溫度的原因，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先要求的是可靠性，高溫100多度，低溫零下100多度，這種溫度下一般家用計(jì)算機(jī)早就掛了，所以為了對(duì)應(yīng)這個(gè)極端環(huán)境，主要的硬件都被設(shè)計(jì)成很耐用的狀態(tài)，這就使得計(jì)算機(jī)速度不是一個(gè)重要的指標(biāo)。另外太空輻射會(huì)造成位翻轉(zhuǎn)，頻率越高越容易被干擾，所以低頻是主流。

可靠性設(shè)計(jì)，什么是可靠性設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)可以分成兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)：?第一個(gè)就是“完美性設(shè)計(jì)”，通俗地講就是怎樣保障我們的設(shè)計(jì)是完美的？最終的產(chǎn)品是完美的？如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候，時(shí)刻提醒自己這個(gè)問題，促使自己多考慮，就應(yīng)該明白為什么我們要求項(xiàng)目組在產(chǎn)品立項(xiàng)開發(fā)的時(shí)候就要考慮到外界對(duì)產(chǎn)品的可靠性需求，為什么我們要在方案設(shè)計(jì)階段列出關(guān)鍵器件清單，為什么我們要核對(duì)關(guān)鍵器件的使用規(guī)范說明和器件規(guī)格書，為什么我們要控制器件選型的制造商和供應(yīng)商認(rèn)證，為什么我們要組織在開發(fā)過程中不斷討論產(chǎn)品可能存在的應(yīng)用缺陷，為什么我們開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候眼睛要盯住客戶的使用環(huán)境，為什么要建立部門設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)庫，為什么要引入眾多的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和查檢表......所以，如果大家能時(shí)刻問自己怎樣才能保證我設(shè)計(jì)的這個(gè)產(chǎn)品到客戶應(yīng)用現(xiàn)場后能按要求使用3年不出問題，還有哪些缺點(diǎn)待改進(jìn)，是不是已經(jīng)把所考慮到的問題都已解決了，是否已盡力保證了設(shè)計(jì)上的完美。

只要理解了這個(gè)設(shè)計(jì)思想，正向的可靠性設(shè)計(jì)開展起來就會(huì)順暢多了。第二個(gè)就是“容錯(cuò)設(shè)計(jì)”，因?yàn)殡m然我們在設(shè)計(jì)上盡量考慮的各種各樣的情況，也盡力向完美設(shè)計(jì)靠攏，但實(shí)際上由于知識(shí)技能開發(fā)進(jìn)度等限制，我們的設(shè)計(jì)不可能完美無缺，這時(shí)候如果出問題了應(yīng)該怎么辦。所以我們要考慮一些逆向的容錯(cuò)設(shè)計(jì)，先判斷大概哪些地方會(huì)出哪些問題，出問題之后是否能及時(shí)檢測到，或故障隔離，是否需要做安全防護(hù)措施等。這就是我們?yōu)槭裁匆獜?qiáng)調(diào)系統(tǒng)的自檢流程和參數(shù)容差判斷，故障識(shí)別和隔離措施，如果沒辦法判斷隔離的話，是不是可以考慮提醒指示，加外圍的防護(hù)單元，尤其涉及到系統(tǒng)安全狀態(tài)時(shí)。

好了，文章到這里就結(jié)束啦，如果本次分享的控制系統(tǒng)研發(fā)中如何處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性設(shè)計(jì)？和怎樣進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性分配問題對(duì)您有所幫助，還望關(guān)注下本站哦！