[發明專利]一種激光陀螺可靠性測試系統及方法

有效

• 申請號: 201910768477.7
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110567487B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 連曉棠;張明輝;馬仰華;李蕊;馮池
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

1.一種用于激光陀螺可靠性測試系統的激光陀螺可靠性測試方法，其特征在于，所述激光陀螺可靠性測試系統包括溫度應力施加裝置(2)、電應力施加裝置(3)、控制電路(4)及至少一個激光陀螺(1)，所述激光陀螺(1)設置在溫度應力施加裝置(2)內部，所述電應力施加裝置(3)與激光陀螺(1)電連接，所述控制電路(4)分別與激光陀螺(1)、電應力施加裝置(3)電連接，所述電應力施加裝置(3)為激光陀螺放電控制器，控制激光陀螺(1)放電電流大小；所述控制電路(4)設置在溫度應力施加裝置(2)內部或外部，所述溫度應力施加裝置(2)對激光陀螺(1)施加溫度應力；所述電應力施加裝置(3)與控制電路(4)為一體結構；所述電應力施加裝置(3)對激光陀螺(1)施加電應力；所述控制電路(4)獲取激光陀螺的輸出參數，所述方法包括：

通過溫度應力施加裝置(2)對激光陀螺(1)施加不同等級的退化試驗溫度應力；通過電應力施加裝置(3)對激光陀螺(1)施加不同等級的退化試驗電應力；

調節不同等級的退化試驗溫度應力和退化試驗電應力，獲取不同等級的退化試驗溫度應力和退化試驗電應力條件下的激光陀螺輸出參數；

擬合不同等級的退化試驗溫度應力和退化試驗電應力以及不同等級的退化試驗溫度應力和退化試驗電應力條件下對應的激光陀螺輸出參數，獲取激光陀螺退化模型、壽命模型和加速模型；

根據壽命模型和加速模型，選擇不同的溫度應力和電應力，獲得激光陀螺在相應條件下的可靠性；

所述方法具體包括：

步驟1：啟動多組激光陀螺，分別施加電應力和溫度應力；

步驟2：實時讀取激光陀螺光強、模電壓并計算零偏穩定性，直到其中任意一項達到退化閾值，得到各組激光陀螺的退化數據；

步驟3：采用五種退化軌跡模型對激光陀螺的光強碼值參數、模電壓參數進行退化擬合，將不同敏感應力下、不同應力水平激光陀螺每個測試點的時間和對應的陀螺光強碼值、模電壓分別代入五種退化軌跡模型中，對退化模型進行線性化處理，包括對數化和參量代替法，再把五種線性化后的數據代入線性回歸方程，根據殘差平方和最小原則，確定最優性能退化模型為線性退化模型；

運用線性退化模型、光強碼值參數閾值、模電壓參數閾值，外推得到各試驗樣件針對光強碼值、模電壓的偽壽命值；

依據競爭失效原則，基于光強碼值參數、模電壓參數的失效/截尾/偽壽命數據，選擇各試驗樣件所有失效數據中最小的失效數據，然后根據加速模型和壽命分布的評估模型，采用極大似然估計方法確定加速模型和壽命分布中的參數，對設定應力條件下產品可靠性參數MTBF進行評價；

其中，所采用的五種進行退化擬合的模型如下：

線性模型：y_i＝α_i·t+β_i

指數模型：

冪律模型：

對數模型：y_i＝α_i·ln(t)+β_i

Lloyd-Lipow模型：yi表示陀螺的性能退化參數；i表示某一溫度應力和電應力作用下接受試驗的樣品的個數；t為試驗時間；αi，βi為模型參數；

線性退化模型的各參數估計表為：

所述激光陀螺壽命模型為

F(t)＝1-exp(-(t/η)^m)，t是時間，η是產品特征壽命，m是形狀參數；

加速模型為溫度和電應力混合模型，

η表示威布爾分布的特征壽命；A表示產品的固有特性；Ea是激活能，單位是電子伏特；k是波爾茲曼常數8.617×10-5eV/K；T是反應溫度，以K為單位，u是電應力，c是電流特征參數，I為電流。

2.根據權利要求1所述的一種激光陀螺可靠性測試方法，其特征在于，所述激光陀螺的退化試驗溫度應力和退化試驗電應力包括超過激光陀螺正常應用范圍內的溫度應力和電應力。

3.根據權利要求1所述的一種激光陀螺可靠性測試方法，其特征在于，激光陀螺的可靠性參數MTBF的評估模型

其中，參數η_lowelimit表示產品特征壽命的區間估計值；m_lowelimit表示產品形狀參數的區間估計值；MTBF平均故障間隔時間。