侵彻引信专用测试系统可靠性分析及性能提高

摘要

侵彻引信测试系统作为保证产品生产质量与生产效率的关键部件，在引信的生产验收过程中发挥重要作用。现有的引信专用测试系统，在实际检测过程中出现了大量的检测结果可靠性偏低的现象，这一问题持续制约着产品生产质量与效率的提高。为解决此问题，本文分别对该系统的软、硬件进行可靠性建模并分析，得到了系统的薄弱环节，并针对这些薄弱环节，进行了有针对性的优化以使系统的性能得到提高。
　　首先，针对现有的专用测试系统，分析其具体组成、主要功能、性能参数以及具体的实现方法，并在此基础上，提出使用软件故障树与硬件FMEA的分析方法分别对该系统的引信电路部件检测仪的软、硬件进行可靠性分析。
　　其次，对系统的软、硬件分别进行可靠性建模并分析，根据分析结果进行相应的优化。针对软件系统，对关键代码进行软件故障树建模并分析，通过分析找出软件系统存在关键算法运行效率低以及抗随机干扰差两个主要问题。对于硬件系统，总结所有故障模式并依次进行危害性分析，通过分析发现硬件系统存在电源模块供电不稳定以及电路抗干扰能力差两个薄弱环节;基于可靠性分析结果，对软、硬件分别进行优化与改进。
　　然后，针对传感器部件检测仪中现有落锤冲击试验台在检测过程中出现的二次冲击等问题，采用基于ADAMS软件的动力学仿真分析的方法，并根据分析结果确定落锤冲击试验台存在的设计缺陷，并对落锤进行结构优化并验证。
　　最后，对优化之后的专用测试系统进行实验验证。通过大批量的实际检测以及有针对性的实验验证，统计实验数据可以得到优化之后的系统可靠性均达到了99％以上，结果表明，系统的优化措施在不影响基本检测功能的前提下，有效地提高了测试系统的整体可靠性和测量准确性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 可靠性分析研究现状

1．2．1 SFTA分析

1．2．2 FMEA分析

1．3 虚拟样机技术研究现状

1．4 本文研究内容及安排

2 侵彻引信专用测试系统及其可靠性分析

2．1 侵彻引信专用测试系统构成

2．2 侵彻引信电路部件检测仪

2．2．1 检测仪的检测任务与工作流程

2．2．2 检测仪硬件系统

2．2．3 检测仪软件系统

2．3 引信电路部件检测仪软件可靠性分析

2．3．1 软件系统可靠性分析——软件故障树

2．3．2 软件故障树建模步骤

2．3．3 软件故障树分析方法

2．4 引信电路部件检测仪硬件可靠性分析

2．4．1 硬件系统可靠性分析——FMEA

2．4．2 FMEA分析法原理与方法

2．5 本章小结

3 侵彻引信电路部件检测仪软件可靠性分析及性能提高

3．1 检测仪上位机软件可靠性分析

3．1．1 检测仪上位机软件数据反馈模块故障树建模

3．1．2 软件故障树的定性分析

3．1．3 软件故障树的定量分析

3．1．4 软件故障树可靠性分析结论

3．2 检测仪软件系统的性能提高

3．2．1 上位机软件数据装定／反馈模块的性能提高

3．2．2 上位机软件滤波模块的性能提高

3．3 本章小结

4 侵彻引信电路部件检测仪硬件可靠性分析及性能提高

4．1 检测仪硬件电路可靠性分析

4．1．1 检测仪硬件电路FMEA系统定义

4．1．2 故障判据

4．1．3 确定故障模式的风险因子

4．1．4 检测仪硬件电路FMEA分析表

4．1．5 检测仪硬件电路FMEA可靠性分析

4．1．6 检测仪硬件电路FMEA可靠性分析结论

4．2 检测仪硬件系统的性能提高

4．2．1 检测仪硬件电路电源模块的性能提高

4．2．2 检测仪硬件电路抗干扰的性能提高

4．3 本章小结

5 传感器检测系统的性能提高

5．1 侵彻弹引信用加速度传感器的特点

5．2 ADAMS仿真

5．2．1 ADAMS建模与仿真步骤

5．2．2 多刚体系统动力学模型

5．3 基于ADAMS的落锤冲击试验台仿真与优化

5．3．1 原落锤冲击试验台结构

5．3．2 原落锤冲击试验台性能分析

5．3．3 原落锤冲击试验台的动力学仿真

5．3．4 结构优化

5．3．5 优化验证

5．4 本章小结

6 侵彻引信专用测试系统优化实验验证

6．1 引信电路部件检测仪优化实验验证

6．2 传感器检测仪优化实验验证

6．2．1 检测结果可靠性实验验证

6．2．2 检测结果一致性实验验证

6．3 本章小结

7 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况