[發明專利]基于MLE和蒙特卡羅仿真的衛星壽命預測方法

在審

• 申請號: 201711291915.2
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108009366A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 王晉婧;齊亞林;張慶君;唐治華;王濤;周波;薛恩;角淑媛
• 申請（專利權）人: 中國航天標準化研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.基于MLE和蒙特卡羅仿真的衛星壽命預測方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)、根據衛星壽命終止判據，確定會導致衛星壽命終止的各分系統單機產品；

(2)、將步驟(1)所確定的會導致衛星壽命終止的各分系統單機產品劃分為隨機失效產品和耗損失效產品兩類；

(3)、建立隨機失效產品的壽命模型，根據衛星隨機失效產品各單機失效率和其可靠性邏輯關系，采用蒙特卡羅仿真方法，求得衛星系統隨機失效的首次故障前平均時間MTTF，由此獲得衛星系統隨機失效可靠性函數R隨機(t)；

(4)、建立耗損失效產品的壽命模型，根據衛星耗損失效產品各單機可靠性邏輯關系及其耗損壽命均值和方差，利用蒙特卡羅仿真方法，計算得到衛星耗損壽命的均值和方差估計，由此獲得衛星系統耗損失效可靠性函數R耗損(t)；

(5)、將衛星系統隨機失效和耗損失效函數進行綜合解析，得到衛星平均任務持續時間MMD，以此作為衛星系統的壽命預測結果。

2.根據權利要求1所述的基于MLE和蒙特卡羅仿真的衛星壽命預測方法，其特征在于所述隨機失效產品的壽命模型為該產品的可靠性模型。

3.根據權利要求1所述的基于MLE和蒙特卡羅仿真的衛星壽命預測方法，其特征在于所述步驟(3)的具體實現為：

(3.1)、初始化仿真參數，所述仿真參數包括：仿真次數門限N、預設仿真步數閾值K、分析時間t，分析時間步長Δt、仿真步數i；

(3.2)、將仿真步數i加1，更新仿真步數i；

(3.3)、初始化仿真次數n及滿足可靠性要求的可靠性次數r為0；

(3.4)、將仿真次數n加1；

(3.5)、利用MATLAB的隨機函數產生隨機數作為隨機可靠性指標，根據隨機失效產品的壽命模型，計算每一個隨機失效產品單機的失效可靠性指標對應的失效時間，結合隨機失效產品各單機之間的可靠性邏輯關系，得到隨機失效產品的壽命Ts，進入步驟(3.6)；

(3.6)、比較隨機失效產品的壽命Ts與衛星給定的壽命指標Tm的大小，如果隨機失效產品的壽命Ts大于等于衛星給定的壽命指標Tm，表示此時的隨機可靠性指標滿足系統壽命指標要求，將滿足可靠性要求的可靠性次數r加1，更新可靠性次數r，否則，當仿真次數n未達到仿真次數門限N時，重復步驟(3.4)～步驟(3.6)，否則，進入步驟(37)；

(3.7)、計算分析時間t對應的衛星系統可靠度分析時間t按照仿真步長Δt遞增，即將分析時間t加上Δt以更新分析時間t；

(3.8)、將仿真步數加1，更新仿真步數i，比較仿真步數小于等于預設的仿真步數閾值K，則重復步驟(3.2)～步驟(3.8)，得到每個仿真分析時間所對應的隨機失效產品的壽命Ts，否則，進入步驟(3.9)；

(3.9)、每個仿真分析時間t+kΔt，所對應的隨機失效產品的壽命Ts，作出衛星系統可靠性曲線，對曲線進行擬合得到衛星系統隨機失效函數R隨機(t)。