[发明专利]一种基于信息融合的动量轮可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于信息融合的动量轮可靠性评估方法。本发明通过分析性能参数受外界环境影响的大小，选取受外界环境影响较小的润滑系统的剩余油量作为关键性能指标，通过退化数据分析建立合适的退化模型，根据退化模型的性质构建联合似然函数，从而成功地将性能退化数据信息和少量的样本寿命信息融合，运用极大似然估计法完成退化模型中的参数估计，最后在融合信息的基础上完成对动量轮的可靠性评估。本发明在对动量轮的可靠性评估中充分利用了多源信息，提高了评估结果的稳健性。

技术领域

本发明涉及可靠性分析技术领域，具体涉及一种基于信息融合的动量轮可靠性评估方法。

背景技术

动量轮是卫星姿态控制系统中一种重要的惯性执行机构，其可靠性在很大程度上决定着整星的可靠性，对其进行可靠性评估意义深远。然而，动量轮由于可靠性高、寿命长、样本小、失效机理复杂等原因，传统的可靠性评估方法难以适用，现有的对动量轮的可靠性评估大多从性能退化的角度着手，通过分析退化数据从而建立合适的退化模型，然后通过外推的手段达到可靠性评估的目的。然而这种方法虽然能够有效利用性能退化数据，但不能充分利用通过试验收集到的少量的寿命信息。

动量轮是一种长寿命产品，其失效与其性能退化有着密切的关系。现有研究表明，动量轮的失效与轴承温度、润滑系统剩余油量、微振动、电流、转速等因素有关。现有的对动量轮的可靠性评估方法大多选取轴温或轴系电流为动量轮的性能退化关键性能参数，通过建立退化模型并外推的方法来实现对其可靠性的评估。由于在运转过程中卫星与太阳的距离是以时间为周期变化的，卫星在不同位置所受到的太阳辐射强度是不同的，最终会影响到动量轮各个部位所测量到的温度，导致选用温度作为退化量时可能使预测失准。由于动量轮在运转过程中轴系电流数据较小，在测量噪声较大时会将真实电流淹没使得真实电流数据难以获得，进而导致预测失准。相比于轴温和轴系电流，动量轮润滑系统的剩余油量受外界干扰较小，动量轮润滑系统剩余油量直接影响轴温和轴系电流，是动量轮性能的一个重要参考指标。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于信息融合的动量轮可靠性评估方法解决了动量轮可靠性分析信息运用不充分的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于信息融合的动量轮可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1、分析动量轮的性能失效机理，确定动量轮的关键性能退化参数；

S2、采集动量轮的多源信息，根据关键性能退化参数的退化数据信息建立退化模型；

所述动量轮的多源信息包括关键性能退化参数的退化数据信息和寿命数据信息；

S3、根据退化模型构建联合似然函数；

S4、根据联合似然函数对退化模型中的参数进行估计，得到参数估计值；

S5、构建动量轮的可靠度函数并根据参数估计值求解可靠度函数，完成动量轮可靠性评估。

进一步地：所述步骤S1中动量轮的关键性能退化参数为动量轮润滑系统的剩余油量。

进一步地：所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、采集动量轮的关键性能退化参数的退化数据信息和寿命数据信息；

S22、分析退化数据，选择合适的退化模型，并构建该退化模型。

进一步地：所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、构建动量轮的性能退化数据的似然函数；

S32、根据退化模型构建动量轮的寿命数据的似然函数；

S33、通过性能退化数据的似然函数和寿命数据的似然函数的乘积构建联合似然函数。

进一步地：所述步骤S4具体包括以下步骤：