卫星电子设备可靠性设计的几个问题

本文提出,在卫星可靠性工作中,开展部件可靠性设计是当前的一个关键环节。文中对于卫星电子设备可靠性设计的几个问题作了概述。     

飞控系统性能与可靠性一体化设计技术

通过分析性能与可靠性一体化设计国内外相关研究工作的研究成果与不足,提出了性能与可靠性一体化设计(IDPaR,Integrating Design for Performance and Reliability)的研究思路.从产品发生故障的内、外因角度建立了性能与可靠性一体化设计综合模型,提出了性能可靠度的定义和计算方法.并针对典型飞控系统,给出了各类内外影响因素的具体建模方法,总结提出了性能与可靠性一体化设计算法流程和分析方法.最后以某型导弹为案例,进行性能与可靠性一体化设计技术的应用验证.      

可靠性维修性保障性效能模型研究

因素,提出了可靠性维修性保障性效能的概念,定义了进行可靠性维修性保障性综合设计分析的一个新的参数RMS效能E_RMS,推导了在执行任务期间可修复和不可修复2类典型系统的E_RMS表达式,给出了利用参数E_RMS进行可靠性维修性保障性综合设计分析的步骤.      

新型扭簧电连接器的确信可靠性正向设计优化

新产品正向设计需综合考虑新结构工艺、多设计变量、复杂工作环境的影响,并合理量化不确定性影响,评估可靠性水平,从而在源头上确保高可靠性。基于确信可靠性理论,研究了基于性能裕量的确信可靠性正向设计优化方法。提出了面向新型扭簧电连接器研发的确信可靠性正向设计优化基本流程,包括设计变量初值优选、性能裕量建模、不确定性量化和确信可靠性分析与优化4部分。以某新型扭簧电连接器的正向设计为例,基于正交实验、响应面建模和模拟退火启发式优化等方法实现了多维离散-连续变量及其不确定性作用下的优化设计。      

可靠性维修性保障性效能模型研究

分析了系统效能的定义及其影响因素,提出了可靠性维修性保障性效能的概念,定义了进行可靠性维修性保障性综合设计分析的一个新的参数ＲＭＳ效能ＥＲＭＳ,推导了在执行任务期间可修复和不可修复２类典型系统的ＥＲＭＳ表达式,给出了利用参数ＥＲＭＳ进行可靠性维修性保障性综合设计分析的步骤．     

潜通路分析在飞行器电气系统设计中的应用CSCD

简要介绍了潜通路分析的概念、国内外发展现状,分析了与其他可靠性设计方法的关系,认为潜通路分析是可靠性分析的有效补充。结合具体案例分析潜在路径、潜在时序、潜在标志和潜在指示的问题产生和解决。最后展望了潜通路分析技术在飞行器设计中的应用前景。     

潜通路分析在飞行器电气系统设计中的应用

简要介绍了潜通路分析的概念、国内外发展现状,分析了与其他可靠性设计方法的关系,认为潜通路分析是可靠性分析的有效补充。结合具体案例分析潜在路径、潜在时序、潜在标志和潜在指示的问题产生和解决。最后展望了潜通路分析技术在飞行器设计中的应用前景。     

面向可信的航空嵌入式软件开发方法框架

针对航空综合化软件的可信内涵,即可靠性、安全性和实时性,开展了开发方法的研究,提出了针对性的可信内涵模型和相应的开发过程模型,并设计了基于模型的需求分析、组件化设计以及系统配置综合的开发方法框架.在开发方法框架研究过程中,重点分析了航空综合化软件平台的特征,即因为物理资源的限制,软件任务之间存在复杂的交互、资源竞争和共享关系,并分析了这些特征对其可靠性、安全性和实时性的影响.     

潜通路分析在飞行器电气系统设计中的应用

简要介绍了潜通路分析的概念、国内外发展现状，分析了与其他可靠性设计方法的关系，认为潜通路分析是可靠性分析的有效补充。结合具体案例分析潜在路径、潜在时序、潜在标志和潜在指示的问题产生和解决。最后展望了潜通路分析技术在飞行器设计中的应用前景。     

星载铷钟组件的热设计与热仿真

为保证在相应运行环境下星载铷钟的可靠性,对其关键组件热支撑结构、大功率器件分布等方面进行了热设计,并利用ANSYS进行了仿真分析。通过热设计和热仿真分析,避免了热流密度迅速升高,确保了大功率器件可以在正常的工作范围内工作,实现了整机的热可靠性。     

知识与数据融合的可靠性定量模型建模方法

可靠性定量设计的关键是建立可靠性定量模型。现有的可靠性定量模型建模方法主要基于设计人员对产品对象故障规律的知识,包括故障模式、环境扰动、故障机理等。但知识固有的有限性和不完整性必然会给可靠性定量模型带来模型误差和输入参数的不确定性。针对这个问题,提出了基于贝叶斯理论融合知识和数据的可靠性定量模型建模方法,量化并更新模型误差和输入参数的不确定性。为此,首先说明了知识与数据融合的可靠性定量模型建模工作,建立了知识与数据融合的可靠性定量模型建模框架;接着阐述了基于贝叶斯理论的知识与数据融合原理;然后介绍了基于贝叶斯理论融合知识与数据的通用方法,并分别针对性能波动数据和性能退化数据2种常见数据类型进一步详细讨论了各自适用的贝叶斯融合方法;最后通过机载轴向柱塞泵的案例验证了前述方法的可行性和有效性。      

基于公理设计的产品可靠性要求实现方法

针对可靠性设计要求难以系统、全面落实到产品设计方案的问题,提出了一种基于公理设计的产品可靠性要求实现方法.首先,应用公理设计原理进行产品初步设计,从而确定其功能需求,并针对各项功能的保持要求进一步扩展功能保持需求（扩展的功能保持需求构成功能保持域,该域包含于功能域）,进而系统导出参数化的可靠性设计方案;其次,根据功能保持需求扩展或优化设计参数,构建考虑可靠性设计要求的域映射模型,并给出应用独立公理进行方案评价的方法.同时,以温度传感器设计为例贯穿全文,验证了所提出方法的可行性和有效性.      

结构疲劳可靠性设计的等损伤设计方法

简述了疲劳可靠性设计的发展历程;提出用于结构疲劳可靠性设计的"等损伤设计"概念与原理,进行了实验验证.实验表明:按此方法设计构件的零件能在设计寿命下,同时发生破坏;在给定寿命下,零件几乎"等损伤".从而证明按此方法对结构进行疲劳可靠性设计完全可行,且易为实际工程所应用.根据此设计方法,对结构进行疲劳可靠性设计,更能保证结构使用安全、可靠、重量轻.      

航天器控制软件可靠性工程方法研究

当前航天器控制软件的复杂度越来越高,软件的规模十分庞大,对软件可靠性安全性要求极高,因此对航天器控制软件的可靠性设计和度量具有重要意义.介绍和分析适用于航天器控制软件的可靠性设计方法,并结合某型号给出实际的软件设计以及可靠性度量的具体实例.     

飞机结构耐久性/损伤容限综合设计与分析

飞机结构单独采用耐久性设计或者单独采用损伤容限设计都会影响飞机结构的最优化设计.针对此问题,在现有的飞机结构耐久性和损伤容限分析方法基础上提出了飞机结构耐久性／损伤容限综合设计与分析方法并建立了分析流程图.在保证结构安全和经济维修的前题下,提出了以飞机结构重量和检修一体化作为飞机结构优化设计的指标.该方法可用于新研飞机的设计和现役飞机寿命的可靠性评定分析,具有实用价值.      

Hybrid reliability analysis method based collaborative optimization

针对在多学科设计优化中进行可靠性分析计算成本高的问题,将两种现有的可靠性分析方法与协同优化相结合,提出一种基于混合可靠性分析的协同优化方法.该方法在协同优化的子系统级进行可靠性分析,并在分析前估算优化迭代点与约束边界的距离,对靠近约束边界的点进行基于一次可靠性方法的可靠性分析,其余点仅采用均值法粗略计算其可靠度,减少了不必要的可靠性分析成本,并将可靠性分析融入到协同优化的框架中.用优化算例对该方法进行了验证,优化结果表明该方法在保证可靠性精度的前提下,有效提高了优化效率,具有实际工程意义.     

基于混合可靠性分析的协同优化方法

针对在多学科设计优化中进行可靠性分析计算成本高的问题,将两种现有的可靠性分析方法与协同优化相结合,提出一种基于混合可靠性分析的协同优化方法.该方法在协同优化的子系统级进行可靠性分析,并在分析前估算优化迭代点与约束边界的距离,对靠近约束边界的点进行基于一次可靠性方法的可靠性分析,其余点仅采用均值法粗略计算其可靠度, 减少了不必要的可靠性分析成本,并将可靠性分析融入到协同优化的框架中.用优化算例对该方法进行了验证,优化结果表明该方法在保证可靠性精度的前提下,有效提高了优化效率,具有实际工程意义.     

分布式可重构容错计算机设计技术的探讨

对分布式可重构容错计算机系统用于空间站的设计技术作了粗略探讨。其中主要包括:用分布、并行和重构方法提高可靠性和吞吐量,以及可复用软件库和开发工具的应用技术。     

故障安全设计在国内外同步轨道卫星中的应用

故障安全设计是确保同步轨道卫星长寿命、高可靠运行的关键因素之一.本文首先对国外具有代表性的同步轨道卫星故障安全设计进行了详细的调研;然后简要描述了国内同步轨道卫星故障安全设计的特点,提出了自己的看法;最后综合国内外调研状况,对未来中国同步轨道卫星故障安全设计提出了建议和意见,以期为中国同步轨道卫星故障安全设计提供有益的借鉴,切实提高中国同步轨道卫星的可靠性.     

SpaceWire CODEC的容错设计和实现

对SpaceWire CODEC进行容错设计是提高其可靠性的重要途径.分析SpaceWire协议的容错性能,介绍SpaceWire CODEC的容错设计方法,通过故障汇入和仿真验证了容错设计的有效性.