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申请/专利权人：上海空间电源研究所

摘要：本发明公开一种基于粒子群算法的航天BDR模块剩余寿命预测方法，包括：S1、确定关键元器件；S2、针对关键元器件，开展退化机理分析；S3、构建航天BDR模块退化机理模型；S4、计算模块剩余寿命预测均方根误差，并将其作为粒子群算法的适应度函数；S5、根据粒子群的适应度函数，计算粒子适应度值；S6、记录个体和种群的最优位置，更新粒子速度和位置，确定个体和种群的全局最优位置；S7、判断均方根误差是否达到最小，若没有达到最小值，则返回步骤S5，继续进行迭代，若达到了最小值或者迭代次数等于最大迭代次数，结束迭代。本发明能够对航天BDR模块进行剩余寿命预测，同时所得到的剩余寿命预测方法也为指导其他航天电子产品剩余寿命预测提供方法支撑。

主权项：1.一种基于粒子群算法的航天BDR模块剩余寿命预测方法，其特征在于，包括：S1、对航天BDR模块的历史数据进行分析，确定影响模块寿命的关键元器件；S2、针对关键元器件，开展退化机理分析：S21、考虑工作时间和工作温度，利用阿伦尼乌斯模型，对电阻开展退化机理分析，表达式为： 其中，ΔR、R分别t时刻的电阻差值和电阻值，T为温度，B、C、D和F都是常数；S22、考虑工作温度，利用阿伦尼乌斯模型，对电容开展退化机理分析，表达式为：c＝A·exp-EkT其中，c为电容，T为温度，E为电容两端电压，A和k为常数；S23、将电感值作为电感的故障特征参数，对电感开展退化机理分析，表达式为：Lt＝L0-λt其中，Lt为t时刻的电感值，L0为初始时刻电感的标称值，λ为退化模型参数；S24、将导通电阻间接作为反映功率二极管退化程度的故障特征参数，对功率二极管开展退化机理分析，表达式为：ΔRD＝a·[eb·t-1]其中，ΔRDt时刻的导通电阻，a和b为常数；S25、不考虑封装结构失效，只考虑芯片结构失效的情况下，对MOSFET开展退化机理分析，表达式为： 其中，ΔVth是器件刚开始导通时的栅源极电压，Cox为氧化层电容，ΔQot和ΔQit分别表示氧化层陷阱电荷和界面态陷阱电荷的数目的变化量；S3、基于退化机理分析，构建航天BDR模块退化机理模型：S31、建立基于湿热的退化模型，表达式为： 其中，LH,T代表的是湿热老化寿命，d和c均为待定模型参数，A为常数，H是相对湿度，T为绝对温度；S32、基于退化模型，利用最小二乘法实现参数辨识确定退化模型的参数；S33、考虑到数据存在误差，利用RANSAC算法进行异常值剔除；S34、将剔除异常值的数据再次进行拟合，并将拟合结果的退化模型外推到失效阈值，得到关键元器件的失效时间，从而获得过的关键元器件的剩余使用寿命预测值；S4、计算航天BDR模块剩余寿命预测的均方根误差RMSE，并将其作为粒子群算法的适应度函数，S5、根据粒子群适应度函数，计算粒子适应度值；S6、记录个体和种群的最优位置，更新粒子速度和位置，确定个体和种群的全局最优位置；S7、判断均方根误差RMSE是否达到最小，若没有达到最小值，则返回步骤S5，继续进行迭代，若达到了最小值或者迭代次数等于最大迭代次数，结束迭代，完成航天BDR模块的剩余寿命建模。

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