多失效模式光电系统可靠性建模分析方法北大核心CSCD

系统可靠性建模分析是开展可靠性分配、预计、故障树分析及可靠性优化设计的基础。介绍了一种光电系统可靠性建模分析方法,针对光电系统中部分分系统具有多种失效模式且各失效模式均服从指数分布的特点,依据齐次马尔科夫理论,采用马尔科夫状态转移图方法建立了产品的可靠性模型,并给出解析表达式、数值计算方法和Monte Carlo仿真方法。最后,将其应用于某机载光电系统供电回路的实例分析中。采用两种计算方法及Monte Carlo仿真方法分别进行计算,并将结果进行对比分析,证明了该方法的正确性及可行性。     

引入重要度修正因子的复杂光电系统可靠性分配研究

以某新型复杂光电系统为研究对像,针对传统评分分配法客观性差、分配偏差大的缺点,构建重要度修正因子,提出了一种引入重要度修正因子的可靠性评分分配法。首先,运用模糊层次分析法,得到功能单元对上级功能单元/系统可靠性影响的相对重要度;然后,基于相对重要度,按照专家评分规则,得到功能单元对上级功能单元/系统可靠性影响的绝对重要度;最后,基于相对重要度和绝对重要度,构建功能单元重要度修正因子,以此修正各功能单元的评分结果。经对比验证,关重功能单元可靠性分配值较传统评分分配值至少提高6%,引入重要度修正因子的评分分配法能有效削弱传统评分分配法的主观影响,释放关重功能单元可靠性余量,提高功能单元可靠性分配的科学性、合理性,进而提高复杂系统可靠性设计水平。     

氧化型垂直腔面发射激光器的常见失效模式和机理分析

氧化型垂直腔面发射激光器(VCSEL)在高速光通信中有着广泛的应用,应用过程中的可靠性是一个非常重要的指标,要求有高寿命和低失效率.为了更好地了解VCSEL在应用过程中的失效模式和机理,提升器件的可靠性,本文从器件设计、加工制造和应用过程等3个环节总结分析了氧化型VCSEL的常见失效模式、产生原因和机理,并提出了适当的...     

基于内罚函数的装备系统可靠性分配研究

装备系统可靠性分配的本质之一是有约束条件的非线性规划问题,从内罚函数角度出发,通过构造惩罚函数,将问题转化为无约束的优化问题;构造出基于装备系统复杂度和平均故障间隔时间的费用函数,将系统可靠度与费用关联起来,给出了在费用约束条件下的可靠性分配数学模型。在实例计算分析中,利用Matlab中的ode15s功能函数对分配模型进行计算,得到了不同惩罚因子下可靠性分配的最优解,计算结果具有较好的收敛性和稳定性,说明本分配方法具有良好的可行性。     

响应面方法计算HTR-10余热排出系统物理过程的失效概率

在核电站安全研究中，概率安全评价方法已经得到了广泛的应用.但是对于采用非能动设计的核电站系统，其可靠性分析的研究还处于初级阶段.非能动系统的失效不但要考虑常规可靠性分析中考虑的设备失效，还要考虑物理过程的失效.物理过程失效概率的计算方法和能动系统可靠性分析方法完全不同.本文给出物理过程失效的数学描述，介绍了一次二阶矩法、响应面方法，并且应用响应面方法计算了清华大学核能技术设计研究院10MW高温气冷实验堆(HTR-10)余热排出系统失效概率的近似值. 关键词： 概率安全评价 非能动系统 可靠性 响应面     

光电系统伺服稳定平台可靠性定性分析

以两轴四框架光电系统伺服稳定平台为研究对象,运用故障模式、影响及危害性分析（FMECA）以及模糊层次分析法,对伺服稳定平台的可靠性进行定性分析。在得到伺服稳定平台的关键故障模式和可靠性关重产品清单后,充分考虑人为主观判断的模糊性,继续深入分析关重产品对可靠性影响的重要度排序,以此作为后续可靠性设计和分配的重要参考。     

树型结构半导体光放大器光交换矩阵的可靠性(英文)

针对光交换系统的可靠性研究已卓有成效,但作为光交换系统的核心元件——光交换矩阵的可靠性却始终没有得到足够的重视.本文利用可靠性框图对基于半导体光放大器的树型结构光交换矩阵进行了可用性分析.分析结果表明该型光交换矩阵在可靠性上存在的不足,需要设计保护结构.通过对已有的光交换系统可靠性研究工作的分析总结,提出了两种针对树型结构光交换矩阵的保护结构,并利用可靠性框图和概率统计方法对其进行比较分析了两种结构的特点.研究表明,交换矩阵对于SOA的可靠性最为敏感.交换矩阵保护结构的设计过程,实际上是系统可靠性、成本、体积及性能的折衷.因其对成本和可靠性的影响,能否提供有效的检测和维护也应在保护结构的设计过程中予以考虑.     

超高速摄影仪转镜运转可靠性数值与实验分析

为探讨分析转镜运转可靠性的数值方法,运用Monte Carlo理论并结合ANSYS参量化设计语言,根据小样本原理和可靠性理论建立了转镜运转可靠性分析数学模型.对转镜运转可靠性进行了数值分析,并对数值分析结果进行了实验验证.数值分析结果表明:转镜的功能函数值远大于零,最大应力与转镜转速的线性相关系数达0.9,镜体密度的相...     

无人机健康状态综合评估技术研究

无人机健康状态综合评估技术是以无人机视情维修体系为背景发展起来的,已成为先进的无人机核心技术之一,现已发展成为一门新兴的科学技术;国外的许多军用无人机由于采用健康状态评估技术,极大降低无人机的使用和维修成本、提高无人机的使用可靠性;结合某型无人侦察机的典型部件,阐述了无人机健康状态评估技术的提出、实现方法和发展趋势,并以无人机的动力分系统为例,验证了所提方法的可行性,为实现无人机状态即时评估提供科学依据。     

超高速摄影仪转镜运转可靠性数值与实验分析

为探讨分析转镜运转可靠性的数值方法,运用Monte Carlo理论并结合ANSYS参量化设计语言,根据小样本原理和可靠性理论建立了转镜运转可靠性分析数学模型.对转镜运转可靠性进行了数值分析,并对数值分析结果进行了实验验证.数值分析结果表明:转镜的功能函数值远大于零,最大应力与转镜转速的线性相关系数达0.9,镜体密度的相关系数值为0.15,最大应力、应变、位移的偏斜度和峭度值均为正值,统计结果服从正态分布呈右偏态,在95%的置信度水平下,转镜可靠度为0.999.这说明在理想状态下转镜的运转可靠性满足要求,转镜的最大应力值取决于转镜转速,并且镜体的密度对转镜最大应力有较大影响.转镜运转可靠性试验中没有转镜出现破坏,表明转镜运转可靠性数值分析方法是正确的,为转镜的运转可靠性分析提供一种可行、高效的数值分析手段.     

The reliability of a stochastically complex dynamical system

The first-passage problem is an important issue in the theory of dynamical systems; it determines whether the system is safe and reliable or destroyed. Therefore, taking a suitable force to control first-passage failure is very significant for such systems. In this paper, we study the reliability of a stochastically complex dynamical system by using the stochastic averaging method. The reliability results show that the reliability function is monotonically decreasing with respect to time, and that the reliability of the system is relatively worse, with external and parametric white-noise excitations. A bang–bang feedback control is used to improve the reliability for the original system. Numerical results display that even a small control force can greatly enhance the reliability of the original system.     

基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性分析

 基于金属化膜脉冲电容器的失效机理，研究了基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性评估问题，给出了一个该型电容器的加速退化失效模型和参数统计推断方法。基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.066 9×10^{-8sup>和0.022 1，将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型，由此模型求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4。使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用。}     

The related congestion failure estimating methodology and model in transportation networks

Previous works about the probability-based transportation networks evaluation method mainly focus on the static reliability evaluation, they ascribe the stochastic of the travel time to the external long time factors (the traffic supply or the traffic demand). Under this situation, the link’s travel time related relationship can be inferred, and it is efficacious for planners or engineers to make a decision for a long time. Even though some evaluation methodologies about transportation networks’ real-time travel time reliability has been presented, these works assume that the link’s travel time is independent. In this paper we relax this assumption. Using the Gauss copula theory, we present a new method to evaluate the transportation networks’ real-time travel time reliability. The results show that it will overestimate the route or the networks’ travel time reliability when not considering the links’ travel time are related. Not only that, we deep the static reliability evaluation model to the dynamic, we also present the link and transportation network congestion failure evaluation model. Estimations from the model are compared to field-measured data. It shows that, under the error interval ±$\pm$2 times, the link congestion failure model accuracy rate is above 90.3%, under the error interval ±$\pm$0.05; the net congestion failure model accuracy rate is above 95%.     

自愈式金属化膜脉冲电容器耗损失效模型

 自愈式金属化膜脉冲电容器广泛应用于各类激光装置的能源系统中，它的可靠性直接影响到系统的可靠性与运行费用。在参考国外相关研究方法的基础上，分析了金属化膜脉冲电容器的失效机理，提出了一种新的耗损失效模型-Gauss Poisson模型，该模型将电容器的损耗分成自然损耗和突发损耗，与脉冲电容器传统的寿命分布模型Weibull模型相比具有预测更为精确的特点，而且基于该模型的寿命试验具有设计简单、时间较短、费用较低等优点，是一种较好的退化失效模型，应用前景较为广阔。     

基于耗损失效模型的金属化膜脉冲电容器可靠性评估

 高储能密度金属化膜脉冲电容器是惯性约束聚变装置的关键元器件，由于其“自愈”特性，在短时间内很难得到它的失效数据。通过分析电容器的失效机理，给出了金属化膜脉冲电容器的一个耗损失效模型，推导了该模型的失效概率密度函数和分布函数，并利用电容器的性能衰退数据对其进行了可靠性分析。所选的某型金属化膜脉冲电容器未知参数估计值为0.000 119 4和0.006 7，将该值代入失效分布函数和概率密度函数中，从而确定电容器的失效模型，由此模型求得该型电容器充放电10 000次的可靠度为0.988 5，预计寿命为23 461次充放电。在工程实践中使用该模型对该型电容器进行可靠性分析可节约大量的试验成本。     

基于光谱分析的重载车辆变速箱可靠性评估方法研究

润滑油光谱分析是变速箱磨损状态监测的重要手段。以某重载车辆变速箱台架试验中润滑油原子发射光谱分析得到的元素成分含量检测数据为基础,通过相关性分析和磨损机理分析确定了能够反映整机磨损状态和失效特点的金属元素,并对补油、换油后的光谱检测数据进行了修正,将变速箱试验过程中特征金属元素的含量随试验时间的变化规律表示为线性函数的形式。然后,综合考虑检测数据的时序规律与离散性,利用不同时刻光谱检测数据的正态分布均值和标准差进行变速箱可靠性评估,进一步讨论了失效阈值对可靠性评估结果的影响。研究表明,重载车辆变速箱润滑油中的Cu元素浓度与其他金属元素浓度的相关性较高、绝对值较大,既能够反映变速箱整体磨损状态,又便于检测,利用多个试验样本的润滑油Cu元素浓度光谱检测时序数据,可以对重载车辆变速箱进行可靠性评估;若失效阈值取定值,则失效阈值越大,同一时刻变速箱的可靠度越高;若失效阈值取随机分布,则失效阈值的离散度越大,可靠度随时间延长而降低的趋势越缓慢。当可靠度R大于0.9时,失效阈值的均值对可靠性评估结果的影响十分显著,同一时刻变速箱的可靠度随失效阈值标准差的增大而降低。将光谱分析与概率统计学结合进行变速箱可靠性评估方法研究,扩展了光谱分析技术的应用范围,具有创新性。     

Genetic algorithm-support vector regression for high reliability SHM system based on FBG sensor network

Structural Health Monitoring (SHM) based on fiber Bragg grating (FBG) sensor network has attracted considerable attention in recent years. However, FBG sensor network is embedded or glued in the structure simply with series or parallel. In this case, if optic fiber sensors or fiber nodes fail, the fiber sensors cannot be sensed behind the failure point. Therefore, for improving the survivability of the FBG-based sensor system in the SHM, it is necessary to build high reliability FBG sensor network for the SHM engineering application. In this study, a model reconstruction soft computing recognition algorithm based on genetic algorithm-support vector regression (GA-SVR) is proposed to achieve the reliability of the FBG-based sensor system. Furthermore, an 8-point FBG sensor system is experimented in an aircraft wing box. The external loading damage position prediction is an important subject for SHM system; as an example, different failure modes are selected to demonstrate the SHM system's survivability of the FBG-based sensor network. Simultaneously, the results are compared with the non-reconstruct model based on GA-SVR in each failure mode. Results show that the proposed model reconstruction algorithm based on GA-SVR can still keep the predicting precision when partial sensors failure in the SHM system; thus a highly reliable sensor network for the SHM system is facilitated without introducing extra component and noise.     

高压LED芯片的研究进展

高压发光二极管(high-voltage light-emitting diode)具有工作电压高、驱动电流小的特点,还有封装成本低、暖白光效高、高可靠性驱动、线路损耗低等优点,这使其得到了广泛的研究与应用。首先介绍了高压LED的基本原理,分类与结构;然后,着重从优化器件光电特性的角度,阐述了高压LED关键制备工艺的最新研究进展;并从失效机制和热特性方面阐述了高压LED的可靠性问题;最后,展望其发展与应用前景。     

CFETR 25kW 4.5K氦制冷机RAMI初步分析

对25kW/4.5K氦制冷机进行了可靠性、可用性、可维修性和可监测性(RAMI)分析，建立了其可靠性框图，计算并评估了系统的可靠性和可用性。同时，通过故障、影响和危害分析指出了氦制冷机的故障模式，并提出了缓解和维护措施。     

An improved method and experimental results of noise used as reliability estimation for semiconductor lasers

The low-frequency noise is a sensitive non-destructive indicator of semiconductor devices reliability. In this paper, the noises in InGaAsP/InGaAs/GaAlAs double quantum well semiconductor laser diodes (LDs) are measured, and the correlation between the noise and device reliability is studied. The insults indicate that the noise level in the LDs operating in low bias current is very important for estimating device reliability. So when noise is used as reliability indicator, the noise levels in LDs operating in both low and higher bias current should be considered, which improves the validity of reliability estimation.