基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微慣性傳感器的可靠度評(píng)估方法，具體是一種基于多退化機(jī)理的小樣 本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微慣性傳感器在航空、航天、國防等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。在微慣性傳感器的研 制過程中，微慣性傳感器的可靠度評(píng)估是一道十分重要的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，微慣性 傳感器的可靠度評(píng)估主要通過如下兩種方法來實(shí)現(xiàn)：第一種方法是傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方 法。此種方法的原理是基于微慣性傳感器的失效壽命信息進(jìn)行可靠度評(píng)估，其主要存在如 下問題：由于微慣性傳感器的精度、穩(wěn)定性、可靠性、壽命水平隨著技術(shù)的進(jìn)步越來越高，導(dǎo) 致此種方法在有限的時(shí)間和費(fèi)用約束條件下無法獲取足量的失效壽命信息（僅能夠獲取 少量的失效壽命信息或根本無法獲取失效壽命信息），由此導(dǎo)致可靠度評(píng)估無法進(jìn)行。第二 種方法是基于單一退化機(jī)理的可靠度評(píng)估方法。此種方法的原理是針對(duì)微慣性傳感器的某 一個(gè)敏感特征參數(shù)進(jìn)行性能退化試驗(yàn)，由此進(jìn)行可靠度評(píng)估，其主要存在如下問題：由于僅 針對(duì)一個(gè)敏感特征參數(shù)進(jìn)行性能退化試驗(yàn)，導(dǎo)致試驗(yàn)信息量不足，由此導(dǎo)致評(píng)估準(zhǔn)確性和 可信度低?；诖耍斜匾l(fā)明一種全新的微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法，以解決現(xiàn)有微慣 性傳感器可靠度評(píng)估方法在有限的時(shí)間和費(fèi)用約束條件下無法進(jìn)行可靠度評(píng)估、評(píng)估準(zhǔn)確 性和可信度低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法在有限的時(shí)間和費(fèi)用約束條 件下無法進(jìn)行可靠度評(píng)估、評(píng)估準(zhǔn)確性和可信度低的問題，提供了一種基于多退化機(jī)理的 小樣本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法。
[0004] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感器可靠 度評(píng)估方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 1)選擇能夠表征微慣性傳感器在環(huán)境應(yīng)力下性能呈現(xiàn)退化的敏感特征參數(shù)，并采 用定量故障樹分析方法確定微慣性傳感器的敏感環(huán)境應(yīng)力；
[0006] 2)設(shè)計(jì)性能退化試驗(yàn)剖面；具體設(shè)計(jì)步驟為：
[0007] 2. 1)將微慣性傳感器的敏感環(huán)境應(yīng)力作為性能退化試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力；
[0008] 2. 2)確定性能退化試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力的上限和下限；具體確定方法為：環(huán)境應(yīng)力的 上限不低于微慣性傳感器可能遇到的最大應(yīng)力值，環(huán)境應(yīng)力的下限不高于規(guī)范中規(guī)定的最 大應(yīng)力值；
[0009] 2. 3)確定性能退化試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力的步長；具體確定方法為：若環(huán)境應(yīng)力的大小 處于規(guī)定極限內(nèi)，則采用較大步長；若環(huán)境應(yīng)力的大小超出規(guī)范極限外，則采用較小步長；
[0010] 2. 4)確定性能退化試驗(yàn)的測(cè)試時(shí)長和測(cè)試時(shí)間間隔；
[0011] 3)根據(jù)性能退化試驗(yàn)剖面，對(duì)p個(gè)同批次的微慣性傳感器進(jìn)行性能退化試驗(yàn)，由 此得到P個(gè)微慣性傳感器的q個(gè)敏感特征參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律曲線，然后對(duì)變化規(guī)律曲 線進(jìn)行擬合，由此得到P個(gè)微慣性傳感器的退化模型；退化模型具體表示為：
[0012] …aki，j) (1);
[0013] 式⑴中：yi,j(t)為在t時(shí)刻第i個(gè)微慣性傳感器的第j個(gè)敏感特征參數(shù)的預(yù)測(cè) 值；i=l，2，"1;」=1，2，…q;an,j，???〇&」為模型參數(shù)；k為模型參數(shù)的個(gè)數(shù)； [0014] 4)依據(jù)微慣性傳感器的實(shí)際應(yīng)用背景，對(duì)p個(gè)微慣性傳感器的q個(gè)敏感特征參數(shù) 分別設(shè)置失效閾值；當(dāng)在t時(shí)刻第i個(gè)微慣性傳感器的第j個(gè)敏感特征參數(shù)的預(yù)測(cè)值yi,j(t)達(dá)到第i個(gè)微慣性傳感器的第j個(gè)敏感特征參數(shù)的失效閾值（Df)y時(shí)，記錄第i個(gè)微 慣性傳感器的第j個(gè)敏感特征參數(shù)的退化失效壽命1^_，由此得到p個(gè)微慣性傳感器的q個(gè) 敏感特征參數(shù)的退化失效壽命；然后，通過Minitab中的參數(shù)模型或非參數(shù)模型分析方法 對(duì)P個(gè)微慣性傳感器的q個(gè)敏感特征參數(shù)的退化失效壽命進(jìn)行分布假設(shè)檢驗(yàn)，由此得到P 個(gè)微慣性傳感器的q個(gè)敏感特征參數(shù)的可靠度模型；
[0015] 5)通過LabVIEW對(duì)p個(gè)微慣性傳感器的q個(gè)敏感特征參數(shù)的可靠度模型進(jìn)行仿真 分析，由此得到P個(gè)微慣性傳感器的q條可靠度評(píng)估曲線；然后，根據(jù)P個(gè)微慣性傳感器的 q條可靠度評(píng)估曲線，綜合評(píng)估P個(gè)微慣性傳感器在各個(gè)工作時(shí)刻的可靠度。
[0016] 與現(xiàn)有微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法相比，本發(fā)明所述的基于多退化機(jī)理的小樣 本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：其一，與傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法相比，本 發(fā)明所述的基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法不再基于微慣性傳感 器的失效壽命信息進(jìn)行可靠度評(píng)估，而是針對(duì)微慣性傳感器的多個(gè)敏感特征參數(shù)進(jìn)行性能 退化試驗(yàn)，由此進(jìn)行可靠度評(píng)估。因此，本發(fā)明所述的基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感 器可靠度評(píng)估方法徹底避免了因無法獲取足量的失效壽命信息而導(dǎo)致可靠度評(píng)估無法進(jìn) 行，從而有效保證了可靠度評(píng)估正常進(jìn)行。其二，與基于單一退化機(jī)理的可靠度評(píng)估方法相 比，本發(fā)明所述的基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法不再針對(duì)微慣性 傳感器的某一個(gè)敏感特征參數(shù)進(jìn)行性能退化試驗(yàn)，而是針對(duì)微慣性傳感器的多個(gè)敏感特征 參數(shù)進(jìn)行性能退化試驗(yàn)，由此進(jìn)行可靠度評(píng)估。因此，本發(fā)明所述的基于多退化機(jī)理的小樣 本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法大幅增加了試驗(yàn)信息量，從而有效提高了評(píng)估準(zhǔn)確性和可 信度。
[0017] 本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法在有限的時(shí)間和費(fèi)用約束 條件下無法進(jìn)行可靠度評(píng)估、評(píng)估準(zhǔn)確性和可信度低的問題，適用于微慣性傳感器。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的步驟5)中的可靠度評(píng)估曲線的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 基于多退化機(jī)理的小樣本微慣性傳感器可靠度評(píng)估方法，該方法是采用如下步驟 實(shí)現(xiàn)的：
[0020] 1)選擇能夠表征微慣性傳感器在環(huán)境應(yīng)力下性能呈現(xiàn)退化的敏感特征參數(shù)，并采 用定量故障樹分析方法確定微慣性傳感器的敏感環(huán)境應(yīng)力；
[0021] 2)設(shè)計(jì)性能退化試驗(yàn)剖面；具體設(shè)計(jì)步驟為：
[0022] 2. 1)將微慣性傳感器的敏感環(huán)境應(yīng)力作為性能退化試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力；
[0023] 2. 2)確定性能退化試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力的上限和下限；具體確定方法為：環(huán)境應(yīng)力的 上限不低于微慣性傳感器可能遇到的最大應(yīng)力值，環(huán)境應(yīng)力的下限不高于規(guī)范中規(guī)定的最 大應(yīng)力值；