基于不等定時截尾數據的衛(wèi)星平臺可靠性評估
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- 作者：賈祥 著
- 出版時間：2020/6/1
- ISBN：9787118109375
- 出 版 社：國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP872
- 頁碼：208
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《基于不等定時截尾數據的衛(wèi)星平臺可靠性評估》主要根據衛(wèi)星平臺的在軌運行時間數據，建立不等定時截尾數據模型，繼而介紹了平臺可靠性的評估技術。首先論述了衛(wèi)星平臺的可靠性建模，作為衛(wèi)星平臺可靠性評估研究的基礎，主要包括平臺可靠性數據、壽命分布和可靠性結構建模等3個方面的內容；在衛(wèi)星平臺的可靠性評估方面，分別提出了平臺單機和系統(tǒng)的可靠度評估技術，其中平臺單機的可靠度評估包括不等定時截尾有失效數據下電子產品型單機的可靠度評估、不等定時截尾有失效數據下其他類型單機的可靠度評估、不等定時截尾無失效數據下單機的可靠度評估以及融合不等定時截尾數據和其他可靠性數據的單機可靠度評估。平臺系統(tǒng)的可靠度評估主要是通過融合衛(wèi)星平臺不等定時截尾數據和單機數據開展研究。
《基于不等定時截尾數據的衛(wèi)星平臺可靠性評估》內容系統(tǒng)、全面地介紹了衛(wèi)星平臺的可靠性建模和評估理論，可供可靠性理論、應用概率統(tǒng)計、系統(tǒng)工程及航空航天工程等領域的教學和科研人員閱讀。
衛(wèi)星平臺是衛(wèi)星的重要組成部分，是用于支持有效載荷正常工作的所有系統(tǒng)構成的整體，其自身通常具備一定的獨立性、通用性和模塊化特點，不論安裝什么有效載荷，其基本功能是一致的。在公用衛(wèi)星平臺上安裝不同的有效載荷，就可形成不同功能的衛(wèi)星。因此，研制高可靠性的衛(wèi)星平臺是十分必要的，衛(wèi)星平臺的可靠性對衛(wèi)星的可靠性至關重要，這就帶來衛(wèi)星平臺的可靠性評估問題。另外，在當前衛(wèi)星研制周期不斷縮短、發(fā)射頻率逐步增加的背景下，需要通過研究衛(wèi)星平臺的可靠性評估技術，促進衛(wèi)星平臺可靠性設計的改進和壽命的增加，滿足高強度的任務需求。因此，研究衛(wèi)星平臺的可靠性評估技術是當前非常迫切的任務。
衛(wèi)星是典型的高可靠性、長壽命產品，很難收集到大量的系統(tǒng)級失效數據，造成傳統(tǒng)的基于失效數據的可靠性評估技術難以適用。但是衛(wèi)星平臺在軌運行期間除了收集到在軌運行時間數據外，還可以收集到在軌性能監(jiān)測數據，以及專家數據和相似產品數據等，這些數據中蘊含了衛(wèi)星平臺豐富的可靠性信息，通過對這些數據的充分分析和利用可以支撐衛(wèi)星平臺的可靠性評估研究。
本書全面、系統(tǒng)地介紹了衛(wèi)星平臺的可靠性評估技術。第1章敘述了衛(wèi)星平臺的相關概念及其可靠性評估研究的必要性，分類介紹了國內外的研究現狀，并指明了當前研究工作中存在的問題。第2章從衛(wèi)星平臺數據、壽命分布及可靠性結構3個方面依次論述相應的建模方法，支撐后續(xù)的可靠度評估研究。第3章針對衛(wèi)星平臺中電子產品型單機，利用指數分布描述單機的壽命，根據單機的在軌運行時間有失效數據，提出分布參數的點估計和置信下限計算方法，等同于給出了可靠度的點估計和置信下限。第4章針對除電子產品類型外的其他類型單機，提出了可靠度評估的一般性分析思路，再利用機電產品型單機作為示例，基于威布爾分布建立單機的壽命分布模型，根據在軌運行時間有失效數據，提出可靠度點估計和置信下限的計算方法。第5章主要針對沒有收集到失效數據的單機，提出了可靠度評估的一般性分析思路，再利用機電產品和電子產品型單機作為示例，在威布爾分布和指數分布下，根據在軌運行時間無失效數據，提出可靠度點估計和置信下限的求解方法。第6章主要針對同時收集到在軌運行時間數據和其他可靠性數據的單機，提出了基于Bayes數據融合的可靠度評估一般性分析思路，再利用機電產品和電子產品型單機作為示例，在威布爾分布和指數分布下，提出數據融合后可靠度的Bayes點估計和置信下限的求解方法。第7章主要利用衛(wèi)星平臺的金字塔層級結構模型，通過Bayes理論融合衛(wèi)星平臺不同層級的所有可靠性數據，繼而評估平臺系統(tǒng)的可靠度。通過本書的研究，可以給出衛(wèi)星平臺可靠度的點估計及置信下限。
本書是作者攻讀博士學位期間及博士畢業(yè)工作后最新研究成果的總結，得到了國家自然科學基金項目（71801219）、湖南省自然科學基金項目（2019JJ50730）以及軍隊和國防工業(yè)部門項目的資助。
鑒于作者水平有限，書中難免有不足之處，敬請讀者批評指正。
第1章 緒論
1．1 衛(wèi)星平臺及其可靠性
1．2 衛(wèi)星平臺可靠度評估的相關研究
1．2．1 平臺單機的可靠度評估研究現狀
1．2．2 平臺系統(tǒng)的可靠度評估研究現狀
1．3 本書概況
第2章 衛(wèi)星平臺可靠性的建模
2．1 衛(wèi)星平臺可靠性數據的建模
2．1．1 在軌運行時間數據的建模
2．1．2 在軌遙測性能數據的建模
2．1．3 其他數據的建模
2．2 衛(wèi)星平臺單機和系統(tǒng)壽建模
2．3 衛(wèi)星平臺可靠性結構的建模
第3章 不等定時截尾有失效數據下電子產品型單機的可靠度評估
3．1 不等定時截尾有失效數據下平均壽命參數的點估計
3．2 不等定時截尾有失效數據下平均壽命參數的置信下限
3．2．1 不等定時截尾有失效數據下基于樞軸量的置信下限
3．2．2 不等定時截尾有失效數據下基于樣本空間排序法的置信下限
3．2．3 不等定時截尾有失效數據下基于Fisher信息量的置信下限
3．2．4 不等定時截尾有失效數據下基于改進的bootstrap法的置信下限
3．3 方法驗證和對比
3．3．1 試驗過程
3．3．2 試驗結果分析
3．3．3 試驗結論
3．4 本章小結
第4章 不等定時截尾有失效數據下其他類型單機的可靠度評估
4．1 不等定時截尾有失效數據下機電產品型單機可靠度的點估計
4．1．1 不等定時截尾有失效數據下基于小二乘估計的可靠度點估計
4．1．2 不等定時截尾有失效數據下基于極大似然估計的可靠度點估計
4．2 不等定時截尾有失效數據下機電產品型單機可靠度的置信下限
4．2．1 不等定時截尾有失效數據下基于樞軸量的可靠度置信下限
4．2．2 不等定時截尾有失效數據下基于觀測信息矩陣的可靠度置信下限
4．2．3 不等定時截尾有失效數據下基于改進的bootstrap法的可靠度置信下限
4．3 方法驗證和對比
4．3．1 試驗過程
4．3．2 試驗結果分析
4．3．3 試驗結論
4．4 本章小結
第5章 不等定時截尾無失效數據下單機的可靠度評估
5．1 不等定時截尾無失效數據下失效概率的估計
5．1．1 不等定時截尾無失效數據下失效概率的點估計
5．1．2 不等定時截尾無失效數據下失效概率的置信上限
5．2 不等定時截尾無失效數據下電子產品型單機的可靠度評估
5．2．1 可靠度點估計的求解
5．2．2 可靠度置信下限的求解
5．3 不等定時截尾無失效數據下機電產品型單機的可靠度評估
5．3．1 可靠度點估計的求解
5．3．2 可靠度置信下限的求解
5．3．3 可靠度點估計和置信下限的比較
5．4 方法驗證和對比
5．4．1 試驗過程
5．4．2 試驗結果分析
5．4．3 試驗結論
5．5 本章小結
第6章 融合不等定時截尾數據和其他可靠性數據的單機可靠度評估
6．1 融合不等定時截尾數據和其他可靠性數據的電子產品型單機可靠度評估
6．1．1 基于其他可靠性數據的驗前分布確定
6．1．2 可靠度的Bayes估計
6．2 融合不等定時截尾數據和其他可靠性數據的機電產品型單機可靠度評估
6．2．1 基于其他可靠性數據的驗前分布確定
6．2．2 可靠度的Bayes估計
6．3 方法驗證和對比
6．3．1 驗前信息只有專家數據時的仿真試驗
6．3．2 驗前信息有專家數據和性能數據時的仿真試驗
6．3．3 驗前信息的融合對可靠度評估結果的影響
6．3．4 驗前信息中可靠度預計值的時刻對融合結果的影響
6．3．5 試驗結論
6．4 本章小結
第7章 融合衛(wèi)星平臺不等定時截尾數據和單機數據的系統(tǒng)可靠度評估
7．1 基于Bayes信息融合的冷備系統(tǒng)可靠度評估
7．1．1 分布參數已知時冷備系統(tǒng)的可靠度評估
7．1．2 冷備系統(tǒng)可靠度的Bayes估計
7．1．3 電子產品型單元時基于Bayes信息融合的冷備系統(tǒng)可靠度評估
7．1．4 機電產品型單元時基于Bayes信息融合的冷備系統(tǒng)可靠度評估
7．2 基于數據融合的衛(wèi)星平臺系統(tǒng)可靠度評估方法
7．3 本章小結
參考文獻
附錄 定理4．2 的證明
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