[發明專利]一種基于信息融合的動量輪可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201811000960.2
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109101751B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 黃洪鐘;喻康;李賀;李翔宇;李彥鋒;錢華明;余奧迪
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中;何凡

本發明公開了一種基于信息融合的動量輪可靠性評估方法。本發明通過分析性能參數受外界環境影響的大小，選取受外界環境影響較小的潤滑系統的剩余油量作為關鍵性能指標，通過退化數據分析建立合適的退化模型，根據退化模型的性質構建聯合似然函數，從而成功地將性能退化數據信息和少量的樣本壽命信息融合，運用極大似然估計法完成退化模型中的參數估計，最后在融合信息的基礎上完成對動量輪的可靠性評估。本發明在對動量輪的可靠性評估中充分利用了多源信息，提高了評估結果的穩健性。

技術領域

本發明涉及可靠性分析技術領域，具體涉及一種基于信息融合的動量輪可靠性評估方法。

背景技術

動量輪是衛星姿態控制系統中一種重要的慣性執行機構，其可靠性在很大程度上決定著整星的可靠性，對其進行可靠性評估意義深遠。然而，動量輪由于可靠性高、壽命長、樣本小、失效機理復雜等原因，傳統的可靠性評估方法難以適用，現有的對動量輪的可靠性評估大多從性能退化的角度著手，通過分析退化數據從而建立合適的退化模型，然后通過外推的手段達到可靠性評估的目的。然而這種方法雖然能夠有效利用性能退化數據，但不能充分利用通過試驗收集到的少量的壽命信息。

動量輪是一種長壽命產品，其失效與其性能退化有著密切的關系。現有研究表明，動量輪的失效與軸承溫度、潤滑系統剩余油量、微振動、電流、轉速等因素有關。現有的對動量輪的可靠性評估方法大多選取軸溫或軸系電流為動量輪的性能退化關鍵性能參數，通過建立退化模型并外推的方法來實現對其可靠性的評估。由于在運轉過程中衛星與太陽的距離是以時間為周期變化的，衛星在不同位置所受到的太陽輻射強度是不同的，最終會影響到動量輪各個部位所測量到的溫度，導致選用溫度作為退化量時可能使預測失準。由于動量輪在運轉過程中軸系電流數據較小，在測量噪聲較大時會將真實電流淹沒使得真實電流數據難以獲得，進而導致預測失準。相比于軸溫和軸系電流，動量輪潤滑系統的剩余油量受外界干擾較小，動量輪潤滑系統剩余油量直接影響軸溫和軸系電流，是動量輪性能的一個重要參考指標。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于信息融合的動量輪可靠性評估方法解決了動量輪可靠性分析信息運用不充分的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于信息融合的動量輪可靠性評估方法，包括以下步驟：

S1、分析動量輪的性能失效機理，確定動量輪的關鍵性能退化參數；

S2、采集動量輪的多源信息，根據關鍵性能退化參數的退化數據信息建立退化模型；

所述動量輪的多源信息包括關鍵性能退化參數的退化數據信息和壽命數據信息；

S3、根據退化模型構建聯合似然函數；

S4、根據聯合似然函數對退化模型中的參數進行估計，得到參數估計值；

S5、構建動量輪的可靠度函數并根據參數估計值求解可靠度函數，完成動量輪可靠性評估。

進一步地：所述步驟S1中動量輪的關鍵性能退化參數為動量輪潤滑系統的剩余油量。

進一步地：所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、采集動量輪的關鍵性能退化參數的退化數據信息和壽命數據信息；

S22、分析退化數據，選擇合適的退化模型，并構建該退化模型。

進一步地：所述步驟S3具體包括以下步驟：

S31、構建動量輪的性能退化數據的似然函數；

S32、根據退化模型構建動量輪的壽命數據的似然函數；

S33、通過性能退化數據的似然函數和壽命數據的似然函數的乘積構建聯合似然函數。

進一步地：所述步驟S4具體包括以下步驟：