本技術(shù)屬于脈沖功率，更具體地，涉及一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、脈沖功率技術(shù)廣泛應(yīng)用在核物理、加速器、激光和電磁發(fā)射等技術(shù)中，在化工、環(huán)境工程和醫(yī)療等領(lǐng)域也有著巨大的潛力。而可靠性與精度是保證脈沖功率設(shè)備發(fā)揮性能的重要保證，必須確保其在極端環(huán)境或高強(qiáng)度使用下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。

2、隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，其逐漸被應(yīng)用于高海拔以及地外空間環(huán)境等極端環(huán)境，測(cè)量系統(tǒng)作為脈沖功率裝備可靠穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，在該類極端環(huán)境下極易受到各種輻照影響，進(jìn)而導(dǎo)致脈沖功率裝備失效?，F(xiàn)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)中集成電路的抗輻照深入研究，從新材料、新工藝，到輻照效應(yīng)機(jī)理和加固，設(shè)置了眾多高性能的抗輻照芯片。但新材料和新工藝的應(yīng)用，在提高了性能的同時(shí)，也產(chǎn)生了新的輻照效應(yīng)，帶來(lái)了新的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。現(xiàn)有抗輻照加固工藝需要針對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行輻照敏感度分析，確定各個(gè)子系統(tǒng)與器件的輻射容量，對(duì)子系統(tǒng)與器件采用限幅器和濾波器等措施進(jìn)行加固。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)從屏蔽結(jié)構(gòu)、填充材料和可靠性等方面，進(jìn)行局部或全面的屏蔽。但現(xiàn)有抗輻照設(shè)置多針對(duì)測(cè)量系統(tǒng)中敏感的集成電子元件，而缺乏整體抗輻照優(yōu)化設(shè)置方法，外部輻照對(duì)測(cè)量系統(tǒng)可靠性與精度的影響難以定量評(píng)估?，F(xiàn)有系統(tǒng)屏蔽方式采用屏蔽材料的全屏蔽方式，能夠?qū)y(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)，但全防護(hù)方案顯著提升了脈沖功率成本以及體積，限制測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用范圍，缺乏方法指導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)抗輻照設(shè)置，難以在保證系統(tǒng)可靠性同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的最優(yōu)抗輻照設(shè)置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本技術(shù)的目的在于提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的抗輻照獲取方法無(wú)法保證測(cè)量系統(tǒng)可靠性與小型化的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法，包括以下步驟：

3、步驟1：基于不同輻照下，分析強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中各器件參數(shù)對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出特性影響，識(shí)別關(guān)鍵器件；

4、步驟2：將關(guān)鍵器件的輻照敏感度誤差分配比例函數(shù)輸入至深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，以強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差最小為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)進(jìn)行全局協(xié)同優(yōu)化分配，獲取最優(yōu)分配的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)；

5、步驟3：以實(shí)際的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)與最優(yōu)分配的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)一致為目標(biāo)，對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行模塊化分級(jí)冗余設(shè)置，同時(shí)根據(jù)關(guān)鍵器件的分級(jí)冗余設(shè)置進(jìn)行輻照分級(jí)屏蔽，獲取強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)最優(yōu)抗輻照設(shè)置。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟1具體為：基于不同輻照下，調(diào)整強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的器件參數(shù)，分析各個(gè)器件參數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出特性影響，并進(jìn)行歸一化綜合評(píng)價(jià)，選取對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出特性影響顯著器件作為關(guān)鍵器件。

7、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟2中獲取關(guān)鍵器件的輻照敏感度誤差分配比例函數(shù)的方法為：

8、通過(guò)對(duì)比同一批次下未輻照強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中器件參數(shù)與輻照強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中器件參數(shù)變化，分析輻照強(qiáng)度與時(shí)長(zhǎng)對(duì)器件參數(shù)的影響，對(duì)關(guān)鍵器件的輸出特性進(jìn)行歸一化處理，獲取關(guān)鍵器件的輻照敏感度誤差分配比例函數(shù)。

9、進(jìn)一步優(yōu)選地，訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法為：

10、通過(guò)半中心化鏈路模型構(gòu)建誤差合成模型，采用基于傅里葉幅度靈敏度檢驗(yàn)擴(kuò)展法的全局定量分析方法，對(duì)輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)與強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差之間的關(guān)系進(jìn)行分析，以輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)為輸入，以強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差為輸出，訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；其中，強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差包括器件的測(cè)量精度誤差、線性度誤差以及響應(yīng)時(shí)間誤差。

11、進(jìn)一步優(yōu)選地，模塊化分級(jí)冗余包括器件冗余、電路冗余和模塊冗余；輻照分級(jí)屏蔽的設(shè)置包括輻照屏蔽材料、輻照屏蔽厚度以及輻照屏蔽體積。

12、第二方面，本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取系統(tǒng)，包括：

13、關(guān)鍵器件識(shí)別模塊，用于基于不同輻照下，分析強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中各器件參數(shù)對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出特性影響，識(shí)別關(guān)鍵器件；

14、最優(yōu)敏感度誤差分配模塊，用于將關(guān)鍵器件的輻照敏感度誤差分配比例函數(shù)輸入至深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，以強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差最小為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)進(jìn)行全局協(xié)同優(yōu)化分配，獲取最優(yōu)分配的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)；

15、最優(yōu)敏感度誤差優(yōu)化模塊，用于以實(shí)際的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)與最優(yōu)分配的關(guān)鍵器件輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)一致為目標(biāo)，對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行模塊化分級(jí)冗余設(shè)置，同時(shí)根據(jù)關(guān)鍵器件的分級(jí)冗余設(shè)置進(jìn)行輻照分級(jí)屏蔽，獲取強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)最優(yōu)抗輻照設(shè)置。

16、進(jìn)一步優(yōu)選地，關(guān)鍵器件識(shí)別模塊獲取關(guān)鍵器件的方法為：基于不同輻照下，調(diào)整強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的器件參數(shù)，分析各個(gè)器件參數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出特性影響，并進(jìn)行歸一化綜合評(píng)價(jià)，選取對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出特性影響顯著器件作為關(guān)鍵器件。

17、進(jìn)一步優(yōu)選地，最優(yōu)敏感度誤差分配模塊包括脈沖功率電源、第一強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)、第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)、鍶燈和數(shù)據(jù)處理單元；

18、脈沖功率電源通過(guò)羅氏線圈與第一強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)和第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)相連，用于將強(qiáng)脈沖電流信號(hào)輸入至第一強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)和第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)；

19、第一強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)一直處于非輻照環(huán)境下，用于提供基準(zhǔn)信號(hào)；

20、第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)位于鍶燈輻照下，用于獲取不同輻照下的實(shí)際輸出信號(hào)；

21、鍶燈用于提供不同時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度的輻照環(huán)境；

22、數(shù)據(jù)處理單元用于基于不同輻照下，設(shè)置第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的不同器件參數(shù)，通過(guò)對(duì)比同一批次下第一強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出的基準(zhǔn)信號(hào)與第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出的實(shí)際輸出信號(hào)，分析輻照強(qiáng)度與時(shí)長(zhǎng)對(duì)器件參數(shù)的影響，對(duì)第二強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的輸出特性進(jìn)行歸一化處理，獲取關(guān)鍵器件的輻照敏感度誤差分配比例函數(shù)。

23、進(jìn)一步優(yōu)選地，最優(yōu)敏感度誤差分配模塊還包括網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練單元，其內(nèi)嵌深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法為：通過(guò)半中心化鏈路模型構(gòu)建誤差合成模型，采用基于傅里葉幅度靈敏度檢驗(yàn)擴(kuò)展法的全局定量分析方法，對(duì)輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)與強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差之間的關(guān)系進(jìn)行分析，以輻照敏感度誤差分配比例系數(shù)為輸入，以強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差為輸出，訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；其中，強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)綜合誤差包括器件的測(cè)量精度誤差、線性度誤差以及響應(yīng)時(shí)間誤差。

24、進(jìn)一步優(yōu)選地，最優(yōu)敏感度誤差優(yōu)化模塊中模塊化分級(jí)冗余包括器件冗余、電路冗余和模塊冗余；輻照分級(jí)屏蔽的設(shè)置包括輻照屏蔽材料、輻照屏蔽厚度以及輻照屏蔽體積。

25、總體而言，通過(guò)本技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

26、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法，其中，基于不同輻照下，分析強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中各器件參數(shù)對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出特性影響，確定關(guān)鍵器件，僅考慮關(guān)鍵器件的抗輻照敏感度，能夠顯著降低強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中器件抗輻照測(cè)試成本。

27、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法，通過(guò)半中心化鏈路模型構(gòu)建誤差合成模型，能夠定量分析關(guān)鍵器件輻照敏感度對(duì)系統(tǒng)輻照敏感度的影響，并通過(guò)比例分配模型，基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)抗輻照敏感度的全局協(xié)同分配，獲得最優(yōu)比例分配系數(shù)，考慮器件本身參數(shù)及輻照敏感度的共同影響，能夠顯著優(yōu)化強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)受輻照影響。

28、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的抗輻照獲取方法，通過(guò)輻照分級(jí)屏蔽與器件分級(jí)冗余迭代優(yōu)化，能夠在滿足系統(tǒng)抗輻照要求同時(shí)，顯著降低抗輻照設(shè)置成本以及測(cè)量系統(tǒng)體積，完成抗輻照性能、設(shè)置成本以及系統(tǒng)體積的均衡設(shè)置，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)抗輻照設(shè)置。