航天用高壓電源模塊仿真建模與多目標穩(wěn)健設(shè)計研究.pdf

1、航天用電源模塊作為航天器中二次電源系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主要負責為航天設(shè)備的子系統(tǒng)如計算機系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等提供穩(wěn)定的電壓電流，其質(zhì)量一致性是保障航天器高可靠長壽命工作的最基礎(chǔ)因素。因此，如何提升航天用電源模塊批量產(chǎn)品的質(zhì)量一致性，已成為國產(chǎn)電源廠家急需解決的技術(shù)難題。
　　本文在歸納分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究電源模塊多目標穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計方法。通過對關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的均值與容差進行優(yōu)化，合理分配元器件的質(zhì)量要求，降低開關(guān)電源輸出特性和關(guān)鍵

2、元器件應(yīng)力對各種不確定因素的敏感性，提高產(chǎn)品固有質(zhì)量。
　　首先，研究基于Isight軟件平臺的電源模塊電熱耦合建模與仿真分析方法。分別建立了電源的電路仿真模型與熱學(xué)仿真模型，并分析了溫度對電阻、電容、半導(dǎo)體等器件特性參數(shù)的影響，建立其電熱耦合仿真模型。采用Isight軟件集成電、熱仿真模型，實現(xiàn)對電源模塊工作狀態(tài)電、熱特性的精確模擬，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對電源模塊建立近似模型以便進行快速計算，縮短后續(xù)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)

3、計時間。選取電源輸出特性參數(shù)與關(guān)鍵元器件應(yīng)力作為穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計目標，并通過靈敏度分析法找出各設(shè)計目標的關(guān)鍵參數(shù)。對關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)進行最優(yōu)拉丁超立方抽樣，構(gòu)建試驗樣本；以相對均方根誤差RMSE和復(fù)相關(guān)系數(shù)R2為評價指標，分析徑向基函數(shù)模型與Kriging模型的適用性。
　　最后，研究基于近似模型的多目標穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計方法并建立穩(wěn)健優(yōu)化模型，通過智能優(yōu)化算法求解得到關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的均值和容差，給出提高電源模塊質(zhì)量一致性的最優(yōu)設(shè)計方案，并以蒙特