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快速响应卫星电子系统等寿命设计方法
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V443[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术] TP23[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(11002040,61273096)
中文摘要:

与传统卫星不同,快速响应卫星的任务具有很强的时效性,采用传统的按重要程度分配部件可靠性的设计方式,难以在最大程度上降低成本。因此引入工业领域的等寿命设计理念,以预定寿命为基础进行星载电子系统的部件选择和集成,使系统的生命周期与成本成正比,达到“快、智、廉”的目标。进一步,提出了一种基于遗传算法的即插即用星载电子系统等寿命优化方法,通过建立系统的非线性混合整数规划模型,对部件可靠性均方差和价格成本进行优化。此外针对卫星总体方案分配的体积、重量和可靠性约束,为算法设计了归一化满意度函数和Pareto解共享函数。仿真结果表明,算法表现出较好的收敛性和稳定性,在预定寿命期间能够在部件级有效消除可靠性短板,并实现良好的成本控制。

英文摘要:

Unlike traditional satellites, an operationally responsive satellite has fine timelines. The traditional satellite design flow which assigned components reliability according to their importance can not minimize overall cost. Therefore, the concept of equal life design derived from the field of industrial design is introduced in this paper. It chooses and assembles an onboard electronic system based on its predesigned task period, trying to make the system cost vary in proportion with the satellite's designed life. Then, the paper proposes a satellite electronic system equal life optimization algorithm which can optimize the reliability mean square deviation and cost of onboard electronic components based on a nonlinear mixed integer programming model. Furthermore, considering the system volume, weight and reliability constraints, the normalized satisfaction function, Pareto share function and genetic operators are also designed to improve the algorithm's optimization efficiency. The simulation result shows good convergence and stability of the algorithm, it can not only eliminate a system reliability weak link at the component level, but also effectively reduce cost.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676