[发明专利]基于分布折算、近似和综合的星敏系统可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于分布折算、近似和综合的星敏系统可靠性评估方法，先确定星敏系统部件的寿命分布，将星敏感器和星敏线路寿命分布的分布函数向串联结构折算以确定各分系统寿命的折算分布，随后确定各分系统寿命的本级分布，再将各分系统寿命的折算分布近似为与其本级分布同类型的分布，进一步综合分系统寿命的近似分布和本级分布给出综合分布，最后基于分系统寿命的综合分布求得系统寿命的综合分布，从而得到系统的可靠度评估结果。本发明步骤简单，结果清晰，易于操作。

技术领域

本发明属于可靠性评估领域，具体涉及一种基于分布折算、近似和综合的星敏系统可靠性评估方法。

背景技术

可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，是产品的固有属性和衡量其质量好坏的重要指标，因此产品的可靠性问题非常重要，特别是在国防军工领域。可靠性的评估问题是可靠性研究的重要内容。

星敏系统作为卫星系统的测量模块，与卫星在轨运行的姿态情况及其业务是否正常运行密切相关，由星敏感器和星敏线路组成，如图1所示。显然，星敏系统由星敏感器和星敏线路先串联后组成第一分系统s₁和第二分系统s₂，再由第一分系统s₁和第二分系统s₂并联组成。因而可拆分为如图2所示的多层级结构，有“部件-分系统-系统”共3个层级。对星敏系统开展可靠性评估是保证卫星可靠性的重要内容。

寿命数据是可靠性评估的重要数据源。如果利用传统的产品可靠性评估方法评估星敏系统的可靠性，则需要星敏系统的大量寿命数据。但由于卫星的小批量和高可靠性特点，难以收集到星敏系统的大量寿命数据，造成传统的可靠性评估方法难以适用。而在实际工程中，对于星敏系统的部件、分系统和系统自身都可以收集到寿命数据，通过充分利用这些多层级的寿命数据，可以扩充星敏系统的可靠性数据源，从而提高系统可靠性评估结果的精度。

对于利用多层级数据评估系统可靠性的问题，现有方法多利用贝叶斯理论进行研究，即利用部件和分系统层级的寿命数据评估星敏系统的可靠性，将这一结果视为星敏系统可靠性的验前信息，再融合星敏系统层级自身的寿命数据，推导星敏系统可靠性的验后分布，并基于验后分布推断星敏系统的可靠性。但根据贝叶斯理论的要求，需要将验前信息转化为验前分布，这个过程主观性较大，且由于验后分布的复杂性，造成推断星敏系统的可靠性时，数学运算量大，这两个缺点造成其实际应用受限。

发明内容

针对现有技术中利用贝叶斯理论融合星敏系统多层级数据评估其可靠性时的主观性大和运算复杂等问题，本发明提供一种基于分布折算、近似和综合的星敏系统可靠性评估方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

基于分布折算、近似和综合的星敏系统可靠性评估方法，其中星敏系统由第一分系统和第二分系统并联组成，其中第一分系统和第二分系统均由星敏感器和星敏线路串联组成，星敏系统可靠性评估方法包括如下步骤：

S1. 根据星敏感器和星敏线路的寿命数据，分别确定星敏感器和星敏线路寿命分布的分布函数，将星敏感器和星敏线路寿命分布的分布函数向串联结构折算，确定第一分系统和第二分系统寿命的折算分布；

S2. 根据第一分系统和第二分系统的寿命数据，分别确定第一分系统和第二分系统寿命的本级分布；

S3. 对第一分系统和第二分系统寿命的折算分布进行近似，获得第一分系统和第二分系统寿命的近似分布，且使得第一分系统和第二分系统寿命的近似分布为与第一分系统和第二分系统寿命的本级分布的分布类型相同；

S4. 综合第一分系统和第二分系统寿命的近似分布和本级分布，基于第一分系统和第二分系统寿命的综合分布求得系统寿命的综合分布，进而得到星敏系统在任意时刻的可靠度。