基于性能退化的星用产品寿命预测方法及工程化应用研究.pdf

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1、第33卷2016年第5期上海AER()SPACE航天SHANGHAI101文章编号：1006—1630(2016)03一010l_05基于性能退化的星用产品寿命预测方法及工程化应用研究吴东卜2，肖文斌2，周洪伟2，陶强2(1．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072；2．上海卫星工程研究所，上海201109)摘要：为解决星用核心部件的寿命预测问题，对星用活动部件、蓄电池等耗损型／退化型产品的寿命预测进行了研究。提出了一种面向工程的寿命预测方法及其应用策略，通过产品寿命要求分析、产品失效机理分析、性能退化数据采集与处理、性能退化建模、寿命分布建模及寿命预测等5个步骤，用性能

2、退化数据实现对耗损型／退化型产品的寿命评价。以氢镍蓄电池为应用对象，选定循环周次为寿命表征，放电终压为退化特征量，剔除采集数据中的野点和活化效应，建立三阶段退化模型，用威布尔分布拟合获得了可靠寿命。方法和应用策略可用于工程实践。关键词：耗损型／退化型；寿命预测；充放电循环试验；性能退化；寿命分布；工程应用；氢镍蓄电池中图分类号：TBll4．3文献标志码：ADoI：lo．19328／j．cnki．1006—1630．2016．05．016ResearchonLifePredictionMethodofSatelliteProductandItsEngineeringApplic

3、ationBasedonPerfOrmanceDegradationWUDon91～，XIAOWen_bin2，ZHOUHong—wei2，TAOQian92(1．SchoolofPowerandMechanicalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，Hubei，China2．ShanghaiInstitutionofSateUiteEngineering，Shanghai201109，China)Abstract：Thelifepredictionmethodofperformancedegradationofsatellitep

4、roductanditsengineeringapplicationwerestudiedinthispaper．Thepredictionmethodandappllcationstrategywereputforward．Thelifepredictionofperformancedegradationproductwasrealizedby5stepswhichweretheanalysisofproductlife，analysisofproductfailuremechanism，collectingandtreatmentofperformancedegradat

5、iondata，modelingofperformancedegradation，andmodelingoflifedistributionandlifeprediction．Thelifeofnicke卜hydrogencellwasevaIuatedasanexampIe，inwhichtheIlfewascharacterizedbycycleindex，endofdischargevoItagewasusedasthedegradationcharacteristic，outliersandactivationinthedatawererejected，3一phase

6、degradationmodelwassetup，andthellfewasfittedbyWeibulldistribution．Itwasprovedthatthemethodandappllcationstrategyproposedcouldbeappliedinengineering．Keywords：Degradation；Lifeprediction；Chargeanddischargecyclingtest；Performancedegrada“on；Lifedist“bution；Engineeringapplication；Nickel—hydrogenc

7、ell0引言在卫星研制领域，活动部件、蓄电池等耗损型／退化型产品多属于机电或电化学综合部件，因其自身复杂程度高、对各类环境因素(冲击、振动、真空、温度及其梯度、湿度、重力等)极为敏感、系统使用不易备份等问题，常易于、多于、先于电子产品发生故障(甚至失效)，其寿命与可靠性已凸显成为制约各类卫星在轨任务成败的重要因素n2。。对此类产品在设计鉴定、筛选与验收、出厂与临射等阶段因寿命预测与评价的有效性、准确性不足导致的错误定型、收稿日期：2016一04一03；修回日期：2016一04—28基金项目：国家“十二五