本文關(guān)鍵詞：航天用高壓電源模塊仿真建模與多目標(biāo)穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 電源模塊 穩(wěn)健設(shè)計(jì) 近似模型 電熱耦合

【摘要】：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(fù)責(zé)為航天設(shè)備的子系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)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(zhǎng)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(guó)產(chǎn)電源廠家急需解決的技術(shù)難題。本文在歸納分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,研究電源模塊多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的均值與容差進(jìn)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)鍵元器件應(yīng)力對(duì)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(tái)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(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)電源模塊建立近似模型以便進(jìn)行快速計(jì)算,縮短后續(xù)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)目標(biāo),并通過靈敏度分析法找出各設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)拉丁超立方抽樣,構(gòu)建試驗(yàn)樣本;以相對(duì)均方根誤差RMSE和復(fù)相關(guān)系數(shù)R2為評(píng)價(jià)指標(biāo),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(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)方案,并以蒙特卡洛分析法驗(yàn)證優(yōu)化效果。
【關(guān)鍵詞】：電源模塊 穩(wěn)健設(shè)計(jì) 近似模型 電熱耦合
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V423.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的來源及研究的目的和意義8-9
• 1.2 電源電熱耦合仿真分析研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 近似模型研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 產(chǎn)品質(zhì)量一致性穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 電源模塊電熱耦合仿真建模16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 電源簡(jiǎn)介與電熱耦合仿真方法16-18
• 2.2.1 某型航天用電源模塊簡(jiǎn)介16-17
• 2.2.2 電源電熱耦合仿真方法17-18
• 2.3 電源模塊電路仿真建模18-21
• 2.4 電源模塊熱學(xué)仿真建模21-24
• 2.4.1 結(jié)構(gòu)建模21-23
• 2.4.2 網(wǎng)格劃分23-24
• 2.4.3 載荷與邊界條件24
• 2.5 電源模塊電熱耦合仿真建模與分析24-30
• 2.5.1 Isight集成Saber軟件25-26
• 2.5.2 Isight集成ANSYS軟件26-27
• 2.5.3 電熱耦合流程設(shè)計(jì)27-28
• 2.5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 電源模塊近似建模31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 確定設(shè)計(jì)目標(biāo)31-35
• 3.2.1 電源技術(shù)指標(biāo)31-32
• 3.2.2 元器件失效率32-35
• 3.3 靈敏度分析35-37
• 3.4 多目標(biāo)近似建模37-40
• 3.4.1 試驗(yàn)樣本構(gòu)建方法38-39
• 3.4.2 近似模型類型分析39-40
• 3.5 近似模型誤差分析40-44
• 3.5.1 校驗(yàn)試驗(yàn)樣本構(gòu)建方法41
• 3.5.2 近似模型誤差分析指標(biāo)41-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 電源模塊多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 電源模塊一致性質(zhì)量特性分析45-46
• 4.3 多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)流程46-50
• 4.3.1 電源模塊穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則46-47
• 4.3.2 多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)建模47-50
• 4.4 粒子群優(yōu)化算法求解50-52
• 4.5 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證52-55
• 4.5.1 輸出特性一致性驗(yàn)證53
• 4.5.2 關(guān)鍵元器件應(yīng)力一致性驗(yàn)證53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄63-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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1 肖蜜;多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化中近似模型與求解策略研究[D];華中科技大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1116285