基于性能退化的卫星用光纤陀螺可靠性评估

基于性能退化数据研究了卫星用光纤陀螺空间辐射环境下的可靠性评估方法.随着光纤陀螺技术水平的提高,其在卫星上的应用越来越广泛,其可靠性状况也愈发引起人们的关注.在对空间辐射环境下光纤陀螺失效机理分析的基础上,提出用Normal-Poisson复合随机过程模型对产品在空间辐射作用下的退化特性进行建模,基于所得模型,由光纤陀...     

基于维纳过程的卫星用光纤陀螺剩余寿命预测

卫星用光纤陀螺的剩余寿命预测是卫星健康状态管理中的一个关键问题。针对传统的退化过程建模不能考虑同批设备中个体差异的问题,提出采用一种基于维纳过程的随机变量模型对光纤陀螺在空间环境下的退化特性进行建模。该模型将维纳过程中的漂移系数看成随机变量以描述个体差异,传统的维纳过程是其特例。依据该模型,可以得到光纤陀螺的可靠性指标和剩余寿命信息。仿真试验表明,文中提出的退化建模方法的精度明显高于传统方法,具有一定的工程应用价值。     

融合非线性加速退化模型与失效率模型的产品寿命预测方法

针对高可靠性产品寿命数据少、获取成本高的问题,基于充分利用产品在研制、加速试验等不同环境下的退化数据、失效数据等可靠性数据的思想,提出了一种融合非线性加速退化模型和失效率模型的产品寿命预测方法.首先,根据退化数据对非线性退化过程进行分析,估计退化过程的参数;然后,根据加速退化数据及相应的加速退化模型估计加速退化模型的参数,从而得到退化参数与应力之间的关系.进一步,利用比例风险模型融合产品的寿命数据和未失效截尾数据,并基于此计算产品的可靠度函数、预测产品的寿命.实例应用验证了所提方法的有效性,同时说明了所提方法的应用价值.     

基于加速退化试验的航天液体摆可靠性研究

随着国防装备的快速发展,对型号的可靠性和寿命提出了更高的要求。为满足型号的高可靠、长寿命要求,可靠性试验成为目前研究的重点。以火箭发射平台所用的液体摆水平传感器为研究对象,分析液体摆在环境温度应力作用下的失效原因;选择适用的加速退化模型,建立一种基于加速性能退化的可靠性模型,并通过试验评估进行论证。     

基于一维漂移布朗运动的SLD退化失效建模

超辐射发光二极管(SLD)集LD大输出功率和LED宽光谱优点于一体,是光纤陀螺仪中的关键元件与薄弱环节,其可靠性在很大程度上决定了光纤陀螺仪的可靠性。针对SLD寿命长、失效数据难于获取的特点,研究了基于性能退化数据的可靠性评估方法。在对SLD进行失效机理分析的基础上,提出用一维漂移布朗运动模型对产品在环境应力作用下的退化特性进行建模,基于所得模型,由SLD的性能退化信息估计模型中的参数进而评估得到SLD的可靠性指标。这克服了传统可靠性分析方法依赖寿命数据的缺点,能够在没有寿命数据的情况下评估得到SLD的可靠性指标,从而可节约大量的试验经费和试验时间,在工程应用上具有重要的价值。     

基于平均寿命MSE的步进应力加速退化试验优化设计

步进应力加速退化试验常应用于高可靠性、长寿命产品的可靠性评估。为了更加准确的评估产品的可靠性,论文针对退化过程服从Wiener过程的退化型产品,提出了步进应力加速退化试验优化设计建模与分析方法。该方法在试验总费用约束下,利用蒙特卡洛仿真估计产品平均寿命的均方误差(MSE),并通过最小化MSE,确定最优的步进应力加速退化试验应力水平、样品数、参数测量间隔及测量次数等。最后,以某磁性产品为例,对该方法的有效性进行实例验证。     

基于加速性能退化的元器件贮存寿命预测

提出了基于加速性能退化的元器件贮存寿命预测流程,重点对元器件退化轨迹模型的建立和加速退化试验数据处理方法进行了研究。应用非线性的曲线拟合法来建立退化轨迹模型,并评价其拟合优度。加速退化试验数据的处理主要应用伪寿命分布与加速退化模型拟合的方法。从而外推正常应力水平下元器件的贮存寿命。最后,应用所提出的贮存寿命预测方法对某型钽电容的贮存寿命进行了预测。并验证了该方法具有一定的效用性。     

基于步进加速退化试验的某型电连接器可靠性评估

某导弹电连接器属于高可靠性、长寿命产品,在短时间内很难获取其失效数据。为了评估其可靠性,在分析其失效机理的基础上设计了步进应力加速退化试验,通过分析加速退化数据外推出产品在正常工作应力水平下的可靠度函数。试验中,以电连接器的接触电阻作为性能参量,选取温度作为加速应力。数据分析时利用Wiener随机过程对样品退化进行建模,为了提高模型参数的估计精度,采用极大似然法对所有性能退化数据进行整体统计推断。结果表明,提出的基于加速退化数据分析的方法实用、有效,实现了某导弹电连接器的可靠性评估并可为其他高可靠性产品的可靠性评估工作提供参考。     

光纤的机械可靠性及寿命评估北大核心

为了探究延长光纤机械寿命的关键技术,研究了光纤机械可靠性及寿命评估模型。影响光纤机械寿命的主要因素是光纤裂纹生成和光纤裂纹在应力腐蚀下不断生长。根据光纤机械强度计算公式以及光纤疲劳试验的威布尔分布特性,建立光纤筛选实验寿命评估模型。运用该寿命评估模型对OPGW(光纤复合架空地线)线路寿命进行模拟计算和评估,探究了延长OPGW线路寿命的关键技术。结果表明,提高光纤疲劳参数和降低光纤使用时的应力水平,均可显著提高光纤寿命。     

基于加速因子不变原则的加速退化数据分析方法

加速退化试验技术已经成为评估退化失效型产品可靠性的高效手段,然而,目前对加速退化数据分析时过多依据主观经验,容易造成可靠性评估结果不准.本文提出了基于加速因子不变原则较为客观分析加速退化数据的一种方法.首先,根据加速因子不变原则推导退化模型各参数在加速退化试验中应该满足的变化规律;然后,利用与加速应力无关的参数等式辨识各加应力水平下的加速退化数据是否有效,核心是构建t统计量检验参数估值是否满足等式关系;接下来,确定与加速应力相关的参数从而实现加速退化建模;最后,利用有效的加速退化数据估计出模型参数值,外推出产品在常规应力下的可靠度.以逆高斯退化模型为例对所提方法进行了具体阐述.仿真试验和实例应用表明,本文研究为基于加速退化数据的可靠性评估提供一种更客观、合理的技术途径.     

深亚微米HCI模型参数多目标全域提取方法

研究了一种建立在退化栅电流物理解析模型基础上的深亚微米pMOS器件HCI(hot carrier injection)退化模型. 提出了一种基于L-M (Levenberg-Marquardt）算法的多目标响应全域优化提取策略，并对可靠性模型参数进行优化提取. 分析了优化过程中由于参数灵敏度过低产生的问题并提出采用递归算法求解不同时刻栅电流注入电荷量的加速计算方法. 最后，给出了最优化参数提取的结果，并且将测量值与理论值进行了比较,得到很好的一致性.     

深亚微米pMOS器件HCI退化建模与仿真方法

研究了深亚微米pMOS器件HCI(hot carrier injeotion)退化模型.采用流函数分析方法提出一种时变栅电流物理描述,基于这一栅电流模型改进了pMOS器件的HCI退化模型,并在该模型基础上提出一种HCI退化可靠性仿真方法,用于对静态应力条件下器件的HCI退化程度进行预测.最后给出了仿真结果对比.该方法已被用于XDRT可靠性工具中进行器件HCI退化分析.     

Approaches for reliability modeling of continuous-state devices

Three approaches for reliability modelling of continuous state devices are presented in this paper. One uses the random process to fit model parameters of a statistical distribution as functions of time. This approach allows the data set to be from any general distribution. The second approach uses the general path model to fit parameters of the model as functions of time. The relationship between the random process model and the general path model is illustrated. The third approach uses multiple linear regression to fit the distribution of lifetime directly. This approach has less restriction on the degradation data to be analyzed. All three approaches are illustrated with examples. Finally a mixture model is proposed which can be used to model both catastrophic failures and degradation failures. This mixture model also shows engineers how to design experiments to collect both hard failure data and soft failure data. Topics for further investigation in continuous device reliability modelling include further investigation of the mixture model, application of these models to practical situations, and using complex statistical distributions to fit degradation data     

一种星载电子产品老练试验加速因子估计方法

提出一种基于可靠性预计数据的星载电子产品老练试验加速因子的估计方法。在该方法中,温度对产品失效过程的影响通过器件失效率预计模型中的温度应力参数予以刻画。通过比较产品在工作环境温度与老练试验温度下的预计失效率数据来估计老练试验加速因子。该方法简单、易行,含义明确,有望增强可靠性评估结果与可靠性预计结果的可比性。     

基于40nm CMOS工艺电路的NBTI退化表征方法

负偏压温度不稳定性(NBTI)退化是制约纳米级集成电路性能及寿命的主导因素之一,基于40 nm CMOS工艺对NBTI模型、模型提参及可靠性仿真展开研究。首先对不同应力条件下PMOS晶体管NBTI退化特性进行测试、建模及模型参数提取,然后建立了基于NBTI效应的VerilogA等效受控电压源,并嵌入Spectre^TM仿真库中,并将此受控电压源引入反相器及环形振荡器模块电路中进行可靠性仿真分析,可有效反映NBTI退化对电路性能的影响。提出了一套完整可行的电路NBTI可靠性预测方法,包括NBTI模型、模型参数提取、VerilogA可靠性模型描述以及电路级可靠性仿真分析,可为纳米级高性能、高可靠性集成电路设计提供有效参考。     

改进支持向量机的光纤陀螺温度漂移补偿方法

温度漂移是影响光纤陀螺精度的主要因素之一,温度漂移建模和补偿是消除和减小温度漂移的有效方法。首先分析了影响光纤陀螺温度漂移的关键因素,同时进行了光纤陀螺温度漂移测试实验。然后采用泛化能力较神经网络更好的支持向量机对光纤陀螺温度漂移进行回归、建模,其中支持向量机的核函数采用了具有更好数据集适应性的径向基核函数。为了提高支持向量机的建模精度,引入人工鱼群算法对支持向量机的核心参数C（惩罚系数）和核函数的参数进行寻优。最后,使用实际的光纤陀螺温度漂移数据对提出的补偿方法进行实验验证,结果表明采用该方法补偿后的剩余光纤陀螺误差较采用线性回归方法减小了四五个数量级。