环形桁架式可展开卫星天线可靠性研究与分析

论文摘要

随着传播通信等行业的发展,卫星结构大型化的需求日益增大,这一需求和火箭的运载能力和运载容积存在着矛盾。发射时采用折叠方式,入轨后按指定展开的卫星天线可以有效的解决这一矛盾,因而受到了越来越多的关注,可展开星载天线有多种形式,包括构架式、环-柱式、桁架式等。近年来国内外均对桁架式可展开星载天线展开了研究,国内的研究水平相对落后。某航天机构欲研制口径为12.5M的桁架式可展开星载天线,并计划于十二五末期发射。目前该天线处于研制试验阶段,各类可靠性数据缺乏,很难用精确的数学模型进行定量分析。本文以该桁架式可展开星载天线为研究对象,在介绍了该型天线的原理与结构组成的基础上,对该型天线的可靠性进行了分析。分别采用了模糊故障树分析（Fuzzy Fault Tree Analysis, FFTA）的方法对天线的系统顶事件的失效率进行了预计分析,计算过程中考虑了工程中的不确定性,求出顶事件和几个重要中间事件不同阈值对应的置信区间;同时对该天线进行了故障模式影响分析（Failure Mode, Effects Analysis, FMEA）,对天线可能出现的故障模式及其影响进行了分析。最后针对天线设计中的可靠性分配,本文探讨了常用的天线可靠性分配指标及指标间的相互转换方法,应用基于模糊综合评判和层次分析法的可靠性分配方法,对天线系统设计的失效率进行分配,从而为设计者提供修正参数和改进设计方案提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 网状可展开卫星天线发展与研究现状
• 1.3.2 可靠性技术发展概况与现状
• 1.4 本文研究内容与框架
• 第二章 天线设计阶段可靠性工作框架
• 2.1 天线结构组成与展开
• 2.1.1 天线的结构组成
• 2.1.2 主要功能结构
• 2.2 天线的展开
• 2.2.1 桁架展开原理
• 2.2.2 展开的三个阶段
• 2.3 天线设计阶段可靠性工作的意义
• 2.3.1 天线寿命周期各阶段的主要可靠性工作
• 2.3.2 天线设计阶段可靠性工作的意义
• 2.4 天线可靠性工作框架
• 第三章 考虑模糊的故障树分析
• 3.1 引言
• 3.2 模糊故障树方法介绍
• 3.2.1 传统故障树分析方法概述
• 3.2.2 模糊故障树分析模型
• 3.2.3 故障树分析的模糊算子
• 3.3 天线的传统故障树分析
• 3.3.1 故障树的定性分析
• 3.3.2 故障树的定量分析
• 3.4 天线系统故障树的模糊分析
• 3.5 小结
• 第四章 天线的故障模式与影响分析
• 4.1 FMECA 概念与发展概况
• 4.1.1 国外的发展与研究现状
• 4.1.2 国内的发展与研究现状
• 4.2 FMECA 的原理、目的、作用及类型
• 4.2.1 原理
• 4.2.2 目的及作用
• 4.2.3 分类
• 4.3 FMECA 的分析过程
• 4.4 天线的FMECA 分析
• 4.5 小结
• 第五章 模糊综合评判与分配在天线可靠性分配中的应用
• 5.1 可靠性分配研究现状
• 5.2 可靠性分配遵循的原则及注意事项
• 5.2.1 原则
• 5.2.2 注意事项
• 5.3 可靠性分配方法
• 5.3.1 可靠性分配方法简单介绍
• 5.3.2 可靠性分配方法的选择
• 5.4 模糊决策与分配在天线可靠性分配中的应用
• 5.4.1 可靠性分配的因素结构及权重集
• 5.4.2 桁架式可展开卫星天线可靠性分配的模糊数学模型
• 5.4.3 算例分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要工作和结论
• 6.2 后续工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者读硕期间取得的成果