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卫星电源系统长时间处于太空辐射环境中,易受质子、中子等高能粒子和多种空间辐射的影响和辐射,导致系统材料损伤和性能退化,影响其为卫星的其他分系统或有效载荷提供能源的能力。受技术能力、时间约束及成本制约等条件的限制,卫星电源系统的系统级试验困难,或只能进行少量的关键部件性能试验,系统数据缺乏,因此,卫星电源系统性能评估等具有小子样特点。为保证电源系统在太空辐射环境下的效能需求,迫切需要针对其试验样本量小及试验困难的工程实际,开展卫星电源系统抗辐射性能评估方法及应用研究,合理验证和评价系统的抗辐射性能,为分析和改进系统抗辐射加固设计提供关键技术支持。文章提出基于CoM不等式(Concentration-of-MeasureInequality,以下简称CoM)的卫星电源系统抗辐射性能评估方法,以建模和仿真技术为基础,提出多模型集成策略,建立卫星电源系统抗辐射性能集成模型,综合利用仿真模型和在轨实测数据,对性能裕量及不确定度进行量化,以性能参数满足要求的概率作为系统的性能要求,对卫星电源系统抗辐射性能进行评估,并通过实例验证了方法的可行性。论文研究主要在以下几个方面开展工作: (1)研究CoM不等式的基本原理,包括性能裕量、不确定度、模型直径、模型与实际系统之差的直径、失效容值、系统认证等概念,并介绍不同输入条件下适用的CoM不等式,给出基于CoM不等式的系统认证基本算法。 (2)探究卫星电源系统各元器件的辐射损伤及其失效机理,从中筛选出受辐射影响较大的关键元器件(如太阳电池、功率MOS器件等),采用基于性能退化的可靠性建摸方法对其进行建摸。 (3)根据建立系统级抗辐射性能模型,提出多模型集成策略,对涉及电源系统抗辐射性能的各个模型(辐射环境模型、辐射屏蔽模型、关键部件元器件性能退化模型以及电源系统仿真模型)进行综合集成。 (3)运用CoM的方法,以某型号卫星电源系统抗辐射性能评估为实例,针对待评估的参数指标(母线电压及方阵电流),利用电源系统抗辐射性能模型获得的仿真数据以及卫星在轨遥测数据,对论文所提方法进行案例研究,验证方法的可行性。 根据本文研究及结果表明,基于CoM不等式的卫星电源系统的抗辐射性能评估,可对仿真数据和试验数据进行合理综合,解决小子样条件下卫星电源系统抗辐射性能评估问题。且本文所提的方法和模型,亦对其他类似的复杂系统性能评估有一定借鉴意义。