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)計的可靠性設(shè)計？這個問題，怎樣進行系統(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)計階段，把要求的MTBF“分配進”產(chǎn)品里。當(dāng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，將可靠性指標(biāo)自上而下逐級地分配到各個簡單的結(jié)構(gòu)內(nèi)。例如：一部手機，客戶要求可靠性指標(biāo)MTBF=1000小時。做可靠性分配時，按主要的零件和失效后果來分配，如手機鍵盤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)計的重要性

可靠性設(shè)計是系統(tǒng)總體工程設(shè)計的重要組成部分，是為了保證系統(tǒng)的可靠性而進行的一系列分析與設(shè)計技術(shù)。它是通過系統(tǒng)的電路設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)的?！爱a(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的”，但實踐證明，產(chǎn)品的可靠性首先是設(shè)計出來的?？煽啃栽O(shè)計的優(yōu)劣對產(chǎn)品的固有可靠性產(chǎn)生重大的影響。

產(chǎn)品設(shè)計一旦完成，并按設(shè)計預(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)計中形成的產(chǎn)品潛在可靠性得以實現(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)計不合理，電路設(shè)計不可行，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，在以后的各個階段中，無論怎么認(rèn)真制造，精心使用、加強管理也難以保證產(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)計出來的，可靠性設(shè)計決定產(chǎn)品的“優(yōu)生”，可靠性設(shè)計是可靠性工程的最重要的階段。這是因為：

（1）設(shè)計規(guī)定了系統(tǒng)的固有可靠性。如果在系統(tǒng)設(shè)計階段沒有認(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)不斷引進新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，而且新產(chǎn)品研制周期要短。實踐告訴我們，如果在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，僅憑經(jīng)驗辦事，不注意產(chǎn)品的性能要求，或者沒有對產(chǎn)品的設(shè)計方案進行嚴(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，只得再做改進設(shè)計，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)計階段采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性，才會使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

（3）在設(shè)計階段采取措施，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，在產(chǎn)品的研制、設(shè)計階段，為改善可靠性所花費的每一美元，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)驗證明，在產(chǎn)品的整個壽命周期內(nèi)，對可靠性其重要影響的是設(shè)計階段，見圖。

綜上所述，可靠性設(shè)計在總體過程設(shè)計中占有十分重要的位置，必須把可靠性工程的重點放在設(shè)計階段，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，就要進行產(chǎn)品的可靠性設(shè)計，盡可能把不可靠的因素消除在產(chǎn)品設(shè)計過程的早期。

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！也就說精密是相對的，是按照具體要求設(shè)計的！所謂的精密是電路技術(shù)能力的配套供給，而不可能是一個電路對所有外在需求達(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，要能力強大就必須控制消耗加大。要高級就必須投資高。高功率大，就必須容忍精密是范圍擴大。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。

精密是相對的，受針對具體適用而現(xiàn)實的！控制和響應(yīng)是分散的，合理設(shè)計是必要的！

這么簡單的說吧！要設(shè)計經(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；以及電路保護和控制保護。設(shè)備造價期待；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)對應(yīng)的電路，或者選取對應(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。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)計可靠性具體包括哪些內(nèi)容

可靠性設(shè)計的內(nèi)容包括：對系統(tǒng)、設(shè)備的可靠性進行預(yù)測，對系統(tǒng)、設(shè)備的可靠度進行分配，進行技術(shù)設(shè)計，進行可靠性評審等工作。

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)計時，采用新的設(shè)計方法，提高設(shè)計水平。

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)計定型。

保證機電一體化系統(tǒng)可靠性的方法有哪些

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

神舟飛船上的計算機使用什么操作系統(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）。

先解釋為什么用這個系統(tǒng)不用Linux：

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

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

實際上，Linux的主要應(yīng)用還是在通用計算機和服務(wù)器方面，在工業(yè)控制、自動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，這個說的簡單點，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，是火箭用的，SpaceX的龍?zhí)栵w船用的是VxWorks系統(tǒng)。

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

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

下面討論一下這個系統(tǒng)的規(guī)模問題，8000行應(yīng)該說差不多正合適，一個內(nèi)核、一個調(diào)度器、若干任務(wù)、中斷處理，甚至可能不包含動態(tài)內(nèi)存分配，不要覺得連動態(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)計的，要知道內(nèi)存碎片對于只有幾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現(xiàn)，為的是系統(tǒng)狀態(tài)可以實時追蹤。

這么小的系統(tǒng)需要的是精確可靠，有人說自己一個月就能寫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那邊是一個開發(fā)對應(yīng)幾十個甚至上百的測試的比例，對于航天工業(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：為什么航天器的計算機配置都這么差：

因為太空輻射、極端溫度的原因，計算機系統(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算機早就掛了，所以為了對應(yīng)這個極端環(huán)境，主要的硬件都被設(shè)計成很耐用的狀態(tài)，這就使得計算機速度不是一個重要的指標(biāo)。另外太空輻射會造成位翻轉(zhuǎn)，頻率越高越容易被干擾，所以低頻是主流。

可靠性設(shè)計，什么是可靠性設(shè)計

可靠性設(shè)計可以分成兩個基本出發(fā)點：?第一個就是“完美性設(shè)計”，通俗地講就是怎樣保障我們的設(shè)計是完美的？最終的產(chǎn)品是完美的？如果在設(shè)計的時候，時刻提醒自己這個問題，促使自己多考慮，就應(yīng)該明白為什么我們要求項目組在產(chǎn)品立項開發(fā)的時候就要考慮到外界對產(chǎn)品的可靠性需求，為什么我們要在方案設(shè)計階段列出關(guān)鍵器件清單，為什么我們要核對關(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)計經(jīng)驗庫，為什么要引入眾多的設(shè)計準(zhǔn)則和查檢表......所以，如果大家能時刻問自己怎樣才能保證我設(shè)計的這個產(chǎn)品到客戶應(yīng)用現(xiàn)場后能按要求使用3年不出問題，還有哪些缺點待改進，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)計上的完美。

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

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)計的可靠性設(shè)計？和怎樣進行系統(tǒng)的可靠性分配問題對您有所幫助，還望關(guān)注下本站哦！