直升机载光电稳瞄系统可靠性研究与分析

 稳瞄系统可靠性对直升机载武器系统可靠性具有重要影响。通过对产品可靠性概念和军用光电系统可靠性、直升机载稳瞄系统的功能和组成单元的阐述,给出了舰载直升机光电稳瞄系统的可靠性框图和数学模型。研究了舰载直升机稳瞄系统的可靠性影响因素和系统故障模式,探讨了稳瞄系统结构、光学和电气可靠性,提出通过计算机仿真对稳瞄系统可靠性进行预计分析的方法。某舰载直升机稳瞄系统在96 h可靠性试验过程中出现故障2次,达到MTBF≤32 h的可能性指标要求。对系统可靠性提前进行预估并采取相应的设计措施,保证产品可靠性达到设计要求,提高设计质量,缩短研制周期。     

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。     

基于贝叶斯的智能电能表可靠性评估方法

针对具有高可靠、长寿命特点的智能电能表,应用加速退化试验方法进行可靠性评估是一种有效的方法。开展加速退化试验过程中,在高加速应力激发下,一方面可观测到智能电能表的性能退化,也可能出现智能电能表的整表失效。如何融合智能电能表加速寿命试验过程中的整表失效数据、性能退化数据转化得到的伪寿命数据,从而进行智能电能表的综合可靠性评估,是智能电能表可靠性评估急需解决的问题。本文研究提出基于贝叶斯方法的智能电能表可靠性评估方法,给出融合智能电能表的整表失效数据、伪寿命数据的数据处理方法及计算模型,探讨了伪失效数据计算方法、整表失效数据与伪失效寿命数据相容性检验方法等。     

小子样机械产品可靠性试验

对长寿命(相对于工作时间)、高可靠性和小子样机械产品，提出了采用加速随机振动试验将产品置于较为严酷条件下来进行可靠性试验。阐述了加速试验应遵循的基本原则，即：(1)无论是对元件、部件、系统或产品，过载系数一般是针对其危险部位的应力响应而言；(2)加速试验的程度通过过载系数大小控制；(3)进行过载试验前必须进行低量级或正常工作条件下的预试验，获得产品的传递特性；(4)产品不改变失效机理的条件—对寿命服从两参威布尔分布，其形状参数保持不变；对寿命服从对数正态分布，其对数标准差保持不变；(5)认为产品是经受循环应力导致损伤积累而破坏，不考虑加载顺序的影响；(6)最大过载系数上限应保证在过载试验下产品危险部位的局部应力不超过材料屈服极限的80％；(7)对额定试验下产品危险部位的应力较大或设计裕度较小的产品，不适合采用较大的过载系数。在确信所进行的加速试验不改变产品的失效机理和产品在预定的振动试验时间内未失效时，可以不遵循基本原则(3)项。根据产品的传递特性、局部危险部位的应力应变响应、工程设计经验以及材料循环本构关系，提出了控制产品承受最大应力的措施，以保证在加速试验下产品的失效机理不发生变化。     

高功率二极管激光器寿命测试

 介绍了高功率激光二极管不同模式的失效机理，分析了激光二极管不同的寿命测试方法；在冷却水温20℃和实际工作温度下分别对封装的激光器进行了寿命测试。根据试验结果得出退化率，推算出准连续二极管激光器在水温20℃，电流90A，占空比为10%（500Hz，200μs）时，平均激光工作寿命为2.19×10⁹次脉冲；冷却水温35℃时，其平均激光工作寿命下降为1.65×10⁹次脉冲。由实验结果分析得出，高功率激光器封装工艺中的焊料沉积和多层焊接技术，以及工作环境温度是影响激光器可靠性和寿命的关键因素。     

一种提高消防用光电观瞄系统激光测距精度的方法

针对消防用光电观瞄系统对激光测距的高精度要求,提出了一种提高激光测距精度的方法.该方法采用基于FPGA的延迟线内插技术来减小计数量化误差,并且以差分GPS标定数据为基准,运用分段线性拟合的方法对实测数据进行修正,通过与差分GPS标定数据比对试验验证表明,该激光测距系统精度可以达到0.8m,满足消防用光电观瞄系统≤1 m的测距精度要求.     

机载激光测距机测距性能的数值仿真

根据激光测距机对漫反射大目标的测距方程,从理论上分析了激光测距机的测距性能与大气透过率及背景噪声之间的关系;并使用LOWTRAN7软件,对它们之间的依赖关系进行了数值计算与深入探讨,为机载激光测距机的测程指标的设计及测试提供了依据。     

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。     

威布尔分布对整体旋转式斯特林制冷机的可靠性计算

介绍了威布尔分布的计算过程,对Thales整体旋转式斯特林制冷机的可靠性试验数据进行了分析,比较了威布尔分布可靠性计算的数值解析法与图估法的计算结果,总结了Thales整体旋转式斯特林制冷机的可靠性计算过程和加速因子的确定,为国内同类产品可靠性试验方案和寿命计算方法提供借鉴.     

脉冲激光测距机性能综合测试技术

提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试,利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述,并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明:利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试,为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。     

高功率半导体激光器的可靠性与寿命评价

介绍了高功率半导体激光器的结构特点、失效机理和热产生机制等方面的内容。就寿命评价方面展开讨论,详细分析了高功率半导体激光器寿命评价的难点、现有方法以及国内外发展状况,最后就寿命评价系统及寿命试验提出了一些建议。高功率半导体激光器在工业加工、国防航天等领域的巨大应用前景推动其可靠性与寿命的发展,而其可靠性的提高和寿命的延长会大大拓宽其应用领域。     

水下目标激光探测系统中高速信号采集系统的设计

介绍了水下目标激光探测高速数据采集系统设计的技术难点,设计了一种基于高速CMOS模/数转换芯片和高性能StratixⅡFPGA高速数据采集芯片的水下激光信号实时采集与传输系统,信号采集速率可达1GHz。系统的适用性及可靠性在水下目标激光探测试验中得到了验证。     

Fe纳米颗粒嵌埋对类金刚石薄膜结构及电学性能的影响

采用脉冲激光气相沉积方法制备了不同Fe嵌埋浓度的Fe: DLC多层纳米复合薄膜。用X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的组成成分进行分析。利用透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱、电流-电压曲线研究Fe纳米颗粒嵌埋对薄膜的微观结构及电学性能的影响。XPS和TEM表明,Fe纳米颗粒周期性地均匀地嵌埋在碳薄膜中。拉曼光谱表明薄膜中的C为典型的类金刚石结构,Fe纳米颗粒促进芳香环式结构的形成,薄膜结构的有序度提高。电流 电压曲线表明,Fe纳米颗粒的嵌埋导致薄膜的室温电导率增加。     

基于高储能密度电容退化数据的可靠性评估

 根据强激光能源模块高储能密度电容器在工作过程中，受到连续冲击而使退化失效具有累积效应的特点，提出了利用产品运行过程中性能参数退化的信息，用复合Poisson过程对退化轨道建模并进行可靠性评估的方法。给出了模型参数的矩估计和电容器的平均退化量、可靠度、平均寿命等可靠性指标评估的Bootstrap仿真过程。并通过实例说明了该评估方法在工程中的应用。基于电容退化信息的可靠性评估方法，可以在极少甚至没有寿命数据的情况下给出客观可信的评估结果，在理论和应用上都具有重要的价值。     

加速退化试验下金属化膜脉冲电容器可靠性评估

 分析了金属化膜脉冲电容器的失效机理。根据金属化膜脉冲电容器加速退化数据,研究了其可靠性评价问题。基于疲劳失效的Birnbaum-Saunders模型,建立电容器失效分布函数。根据试验数据可求得该型电容器可靠性模型中参数估计值,并将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,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。     

Integrated,reliable laser system for an 87Rb cold atom fountain clock

We designed, assembled, and tested a reliable laser system for ⁸⁷Rb cold atom fountain clocks. The laser system is divided into four modules according to function, which are convenient for installing, adjusting, maintaining, and replacing of the modules. In each functional module, all optical components are fixed on a baseplate with glue and screws, ensuring the system's structural stability. Mechanical stability was verified in a 6.11g RMS randomvibration test, where the change in output power before and after vibration was less than 5%. Thermal stability was realized by optimizing of the structure and appropriate selection of component materials of the modules through thermal simulation. In the laser splitting and output module, the change in laser power was less than 20% for each fiber in thermal cycles from 5 ℃ to 43 ℃. Finally, the functionality of the laser system was verified for a rubidium fountain clock.     

GO法在固体激光器可靠性分析中的应用

对高功率半导体泵浦固体激光器(DPL)系统的可靠性进行了分析,根据GO法的原理构建了DPL系统的GO图;利用GO法计算公式,得到了系统故障率和平均无故障工作时间等重要可靠性指标。结果符合实验室经验值。最后分析了各部件的故障率的重要度,讨论了改善高功率DPL系统可靠性的措施,对系统的使用和维修等工作具有参考意义。     

激光扫描声学显微镜光学系统的设计

半导体激光器具有半导体和固体器件的许多优点：结构紧凑、效率高、价格便宜、长寿命，在许多方面优于气体激光器，因此在一些测量领域有较好的应用前景。本文基于棱镜对光的一维压缩及新型半导体激光器，对激光扫描声学显微镜的光学系统进行了新的设计，给出了相关数据及具体技术指标，实验证实其光学性能满足要求。整个光学系统具有结构紧凑、可靠性高、使用方便等特点，现已用于激光扫描声学显微镜定型设计。     

激光驾束制导仪信息场半实物仿真研究

 为了实现激光驾束制导信息场性能参数检测,设计了基于虚拟仪器技术的激光驾束制导仪信息场仿真系统,将仿真系统应用于信息场性能参数与空间匹配特性检测系统中,实现对检测系统的校正与自检。信息场模拟器的设计精度达到0.001单位指令,输出的信号具有相位连续、动态范围宽、稳定可靠、精度高、扩展性强等优点。检测系统经过模拟器和标准照度计标定后,指令测试可以达到精度0.01单位指令,照度测量精度为5%,光斑尺寸测试精度为5%,光轴失调量为0.00876。通过对信息场参数检测, 验证了方案的可行性,达到了检测系统的测试精度和稳定性,符合测试设备模块化、通用化、智能化和标准化的要求。     

ICF激光装置的任务可用性模型和分析方法

梳理任务可用度的基本模型,构建装置执行任务的过程类型和时间模型图,体现任务时限和修复时限的要求,以此给出装置单次任务可用性评价模型 ;选用曲线拟合和拟合优度检验方法,考虑修复对任务影响程度差异及其发生概率,建立装置多次任务可用性评价模型、评价方法及分析步骤,为系统地开展惯性约束聚变激光装置可用性评价提供一般模型和方法。通过对神光-Ⅲ原型装置使用可靠性数据处理和分析,验证提出的模型和分析方法的正确性和经济性。研究成果将直接应用于神光-Ⅲ主机装置的可靠性工程建设中。