航天继电器失效机理与寿命预测方法的研究

• 作 者: 马跃
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 航天继电器 失效机理 失效模式 寿命预测 敏感参数

随着近年来对航空航天系统的可靠性要求不断增长，航天继电器作为故障率最高的元器件之一，其寿命和可靠性也亟需提高。因此，航天继电器的失效机理与寿命预测方法的研究具有重要的理论意义和实用价值。从电弧侵蚀和材料转移的角度，观测继电器触点表面形貌，并结合继电器在寿命试验中监测到的敏感参数退化趋势，分析航天继电器失效机理与失效模式。本文对阻性负载、容性负载和感性负载下的航天继电器进行寿命试验，分别进行失效机理及模式分析，比较不同负载条件对航天继电器失效机理及模式的影响。基于敏感参数的数据，利用主元分析和马氏距离判别法进行航天继电器失效机理判别。通过失效机理分析和敏感参数退化趋势的观测，确定不同失效模式下的预测变量及其失效阈值。提出基于敏感参数的试验数据建立航天继电器的退化模型。为了提高退化模型的精度，采用野值剔除、平滑处理及小波变换等方法对敏感数据进行消噪。用失效继电器的实际寿命与退化模型的预测寿命进行比较，验证退化模型的正确性。设计并研制了航天继电器可靠性寿命试验系统。整个系统由硬件系统、下位机软件系统和上位机软件系统组成。硬件系统完成实时采集航天继电器触点电压、触点电流、线圈电流和触点压降的信号，通过下位机软件算法计算得到敏感参数的数值并传送给上位机。上位机完成参数设置、敏感参数显示并保存，完成基于后续数据的失效机理分析、失效模式判别、寿命预测等功能。