地球同步轨道卫星多阶段任务可靠性建模

在分析地球同步轨道卫星首次变轨任务剖面的基础上,以模块化的思路进行卫星多阶段任务系统(phased-mission systems,PMS)建模,采用基于二元决策图(binary decision diagram,BDD)的静态多阶段任务可靠性分析方法和基于马尔可夫模型的动态多阶段任务分析方法来计算地球同步轨道卫星转移轨道段首次变轨的可靠性。经与传统非任务剖面可靠性分析方法的计算结果比对可知,基于任务剖面的可靠性建模分析方法可得到较为真实和精细的结果,有助于卫星的轻量化设计和研制效益提高。     

卡尔曼滤波初始条件对捷联惯导对准的影响

针对捷联惯导对准卡尔曼滤波器初始条件无法很准确给定的情况,研究了卡尔曼滤波器初始条件对捷联惯导对准精度的影响。分析了错误先验假设条件下卡尔曼滤波算法的误差,推导了滤波器计算均方误差与实际均方误差的关系。对于一般多元回归系数估计问题,比较了卡尔曼滤波算法与最小二乘算法,给出了当先验假设不准确时卡尔曼滤波算法优于最小二乘算法的一个充分条件。对捷联惯导静基座对准问题进行了仿真,仿真结果表明:合理选择初始均方误差矩阵能大大改善卡尔曼滤波启动阶段性能。初始均方误差矩阵选择为真实初始均方误差矩阵的一个较小上界是合理的。     

多站可变弧段直接最佳弹道估计

本文首先给出了较全面的外测多站处理计算模型,然后,选取实用的M估计方法估算参数;在解算线性模型过程中,采用了避免待估参数系数矩阵求逆的方法,它在工程应用上,是简捷、有效的。     

基于环境历程的固体火箭发动机贮存可靠性计算方法

贮存可靠性问题是制约固体火箭发动机可靠性的重要因素，可靠性要求是贯穿整个贮存期的，长期贮存后的发动机可靠性会逐步下降，贮存期内必须要保证发动机的可靠性满足使用要求。首先定义了影响发动机常用材料贮存可靠性的环境因素并进行了分析，然后在各材料标准环境贮存参数的基础上，通过修正系数来确定实际环境的贮存参数，以确定部组件寿命，再根据不同贮存环境，建立发动机贮存中的标准贮存环境、恒定非标准贮存环境、多阶段贮存历程和已知初始可靠性的四种不同类型的贮存可靠性模型，形成了针对不同环境建立的材料贮存可靠性的通用计算方法，给出了贮存可靠性的计算公式，最终计算出发动机的贮存可靠性。     

梁板结构系统可靠性分析的关键问题研究

梁板结构系统在多随机变量(如元件的面积、厚度、材料弹性模量、外荷载及元件强度等基本随机变量)影响下，进行可靠性分析时，是一个比较复杂的问题。本文就可靠性分析的关键问题进行研究，即建立概念清晰，含有基本变量的安全余量；给出随机有限元分析方法；给出板元和梁元失效后，减缩刚阵和反向节点力的计算公式。最后给出一个算例，说明该方法的应用。     

振动环境中结构疲劳强度的可靠性分析

振动环境中结构的失效形式多为疲劳破坏。考虑到各个参量的随机性,对结构疲劳强度作可靠性分析是必要的。采用传统的强度可靠性分析方法无法解决上述问题。本文重点讨论了随机振动环境中窄带响应结构对应所指定的振动疲劳寿命,其疲劳强度的可靠性分析方法及计算过程。由于宽带响应结构的复杂性,文中初步讨论了可靠度的近似估算方法。对某组件危险部位的验算结果表明,文中给出了简便实用的方法。     

基于AvSim+的卫星可靠性建模与分析

基于AvSim+可靠性仿真分析软件,对卫星可靠性建模和分析进行了研究。首先说明了利用AvSim+进行可靠性建模的程序,给出了卫星系统中几种常见可靠性逻辑关系的建模方法,以及软件采用的蒙特卡罗仿真运算的原理和特点。然后针对典型卫星应用本文方法进行建模和分析,给出了部分分系统的分析结果。最后比较了基于AvSim+进行卫星可靠性建模分析与传统RBD方法的特点,基于AvSim+的卫星可靠性建模分析方法能更准确表示卫星系统的可靠性逻辑关系。     

固体火箭发动机加延时间试验的可靠性增长Bayes分析

针对含有加延时间试验的固体火箭发动机研制过程,将Mazzuchi-Soyer可靠性增长模型用于此类研制试验的可靠性分析,扩展了模型应用范围。首先,采用威布尔分布描述发动机可靠性随试车时间变化,经过一定的数学变换后,采用Mazzuchi-Soyer可靠性增长模型融合了先验信息和各阶段试验信息,给出了研制试验结束时产品可靠性的联合后验分布;然后,利用Gibbs抽样算法解决了后验推断计算问题,最终得到了各阶段产品可靠性的Bayes点估计和区间估计;最后,给出了产品可靠性增长分析实例,表明了模型的优越性。     

用蒙特卡洛法求解结构可靠性中的几个问题

本文使用蒙特卡洛法,求解结构可靠性中的几个主要问题:复杂算式的变差系数分析,复合载荷作用下的结构可靠性分析,可靠性安全系数中各个因素的影响。给出分析方法,计算结果和一些图表,结果较满意。文中所述问题,用普通方法不易获得结果。     

一种基于热分析的FPGA时序分析方法

FPGA的实际工作温度是决定FPGA时序分析可靠性的决定因素。为了克服FPGA结温难以获取的问题，充分保证FPGA时序分析的可靠性，文章提出了一种基于热分析的FPGA时序分析方法。该方法通过对整机设备内热环境分析和建模来获取FPGA的实际工作温度，在此基础上进行FPGA时序分析和温度余量分析，准确获取FPGA时序信息。该方法包含热分析和建模、FPGA时序温度参数获取、FPGA时序分析、温度余量调整等4个过程。文章还结合具体应用，对该方法进行了过程说明和应用结果分析。通过该文提出的基于热分析的FPGA时序分析方法，可以准确计算获取FPGA器件的实际结温，并在此基础上开展时序分析，从而有效保证了FPGA时序分析的准确性和可靠性。     

高速SpaceWire协议IP的可靠性增强方法

针对航天高速SpaceWire总线系统对协议IP的高可靠性要求,提出一种用于静态随机访问存储器(SRAM)型现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)的增强三模冗余(TMR)方法。该方法对传统三模冗余和部分三模冗余做了改进,将需要进行三模冗余的原设计分为一般单元集和可靠性薄弱的关键单元集,对一般单元集中的每个单元做三模冗余,对关键单元集中的每个单元做顺序四模冗余。给出了顺序四模冗余的可靠度计算式和表决器的布尔表达式。建立了系统可靠性的马尔科夫模型并基于模型开展了可靠性仿真。仿真结果表明增强三模冗余系统的可靠性不仅明显优于传统三模冗余系统,而且优于部分三模冗余系统,使系统可靠性得到有效提高。     

固体发动机可靠性设计面临的问题及其解决方法

针对可靠性设计没有数据导致可靠度无法计算的困难,提出放弃可靠度而使用事件流分析来控制产品可靠性的方法,该方法将产品主事件分解为一系列的事件,任何一个事件都可以分为应力(L)、应构(G)、应变(B)和传递(D)4个要素,每个要素都可以提出一些可测量的工作控制指标,只要能够确保每个工作控制指标符合设计意图,就能控制产品不出现故障。根据这种观点,提出了发动机可靠性设计的事件流分析技术,先按照事件发生顺序一步步地分析产品工作中会发生的各种事件,每个事件都用LGBD的结构展开,然后分析监测每个要素需要的测量参数,以及控制每个要素需要的设计参数,从而确定完备的工作控制指标体系,并确定可靠性试验方案。该方法放弃了可靠性模型,代之以事件流模型,为可靠性设计提供一种全新方法。     

微波无线传能发射天线馈电相位鲁棒性优化设计

为保证微波无线传能系统具有可靠且高的传输效率,针对系统中发射天线存在的馈电相位误差,提出了一种基于最差情况分析的多准则优化设计方法。首先,推导了发射天线电性能参数与随机馈电相位误差的数学关系。其次,基于最差情况分析方法,建立了馈电相位随机误差的缩减区间描述模型。然后,提出了一种具有鲁棒性的波束收集效率优化设计方法。最后,通过蒙特卡洛方法验证了所提方法的有效性。     

双基地MIMO雷达收发角和径向速度联合估计

在双基地MIMO雷达信号模型基础上,提出一种新的目标收发角和径向速度联合估计方法。该方法首先将三参数估计问题转化为非对称联合对角化问题,然后采用最小二乘循环算法对其求解,估计收发导向矩阵和速度矩阵,最后利用谱分析算法恢复收发角和径向速度。同时采用截断高阶奇异值分解(THOSVD)对数据进行压缩处理,减小运算量。该方法充分利用匹配滤波输出的所有信息,无需二维谱峰搜索,每次循环均可得到精确的闭式解。与基于并行因子(PARAFAC)分析的方法相比,该方法可获得更高的参数估计精度,且三参数自动配对。仿真表明了方法的有效性。     

单差PPP相位偏差估计方法及有效性分析

针对常规浮点解精密单点定位收敛时间长的问题,分析了PPP模型中模糊度不具备整数性质的原因,采用方向数据统计的计算方法,以单差模糊度为研究对象,对相位偏差进行了建模估计。算例从精密单点定位单差模糊度固定、定位精度以及收敛速度等方面对相位偏差改正的有效性进行了分析,结果表明,经相位偏差改正后的PPP模糊度固定成功率、收敛速度有了明显提高,定位精度较浮点解提高了一个量级。     

基于光纤通道的航空电子网络研究

介绍先进综合化航空电子系统结构及先进综合化航空电子系统对采用光纤统一网络互连的要求;列举光纤通道(FC)互联网络的高可靠性、容错性和确定性等指标,并评估其适于作为新一代航空电子系统互连标准;描述FC在未来航空电子系统应用中复杂的体系结构和多种上层映射协议共用的解决方案;介绍1553上层映射(FC-AE-1553)、虚拟接口结构上层映射(VIA ULP)、音频视频上层映射(FC-AV)等三种FC的上层映射协议适用于未来航空电子系统应用的特点,分析三种上层映射协议在未来航空电子系统中的应用。     

一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测算法

针对同时存在马尔可夫短时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测问题。通过将马尔可夫短时延与丢包建模为一个有限马尔可夫链,并针对丢包建立相应的数学模型,飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔可夫跳变线性系统。在此基础上构建残差发生器,相应的故障检测问题归结为滤波问题。以线性矩阵不等式的形式给出并证明了故障检测滤波器的存在条件和求解方法。仿真结果表明,所提出的建模方法能够有效地减少丢包对故障检测性能的影响,同时上述故障检测方法对故障敏感,对未知扰动具有鲁棒性。     

导弹电动舵机系统的可靠性设计和预测

本文针对导弹电动舵机系统，应用我们提出的系统可靠性最优化设计方法，在给定系统总可靠度、各分系统费用配额和质量配额的条件下，设计舵机各部分的可靠度，首先建立基于相对对数可靠度概念的系统可靠性数学模型，确定了舵机各部分的相对可靠度与相对费用、相对质量及舵机系统级数之间的关系，应用极大值原理，通过数值求解，得到舵机各部分的可靠度。最后，对实际舵机各部分进行可靠性预测。预测结果与设计结果相一致，这说明本文提出的这种可靠性设计方法是成功的，具有普遍应用价值。     

含共因事件航天系统的通用动态故障树方法

为了表示航天复杂系统中组件依赖关系和输入次序等动态事件与共因事件,动态故障树的求解过程通常会面临很高的计算复杂度与时间开销。基于系统定义假设,由基本事件的概率分布入手,根据动态门的时序逻辑定义和关联方式,给出系统故障事件的准确通用计算方法GDFTA (Generic Dynamic Fault Tree Algorithm)。GDFTA方法实现了通用的动态树求解,避免了Markov方法的状态空间爆炸问题,并取得了较理想的计算准确性。通过对动态树实例的可靠性评估证明该方法可行。在标准动态故障树测试集中,四类不同系统的可靠性结果精度优于Monte Carlo方法,计算效率也有显著提高。