[发明专利]一种基于双参数加速退化数据的加速度计稳定期确定方法

说明书

技术领域

本发明提供一种基于双参数加速退化数据的加速度计稳定期确定方法，属于加速退化数据可靠性评估技术领域。

背景技术

加速度计是惯性导航系统的关键组件之一，用于测量载体的线加速度，进而通过积分得到载体的运动轨迹(速度和距离)，在航空、航天、舰船的惯性测量和制导方面具有广泛的应用。

加速度计的测量精度主要由零偏和标度因数决定。但是，在长期贮存过程中，零偏和标度因数会随着加速度计材料、结构和环境条件的变化而改变，对加速度计的测量精度产生不良影响。正常贮存环境下加速度计参数能够保证规定测量精度的时间称为加速度计稳定期，而零偏和标度因数的稳定性正是其主要影响参数。零偏和标度因数的稳定性要求通常采用稳定期内的容许变化量表示。

大量观测数据表明，加速度计零偏和标度因数均随贮存时间表现出退化特征。但是正常贮存环境下加速度计的稳定期通常长达数年，零偏和标度因数的退化速率均很低。为此，采用高温加速退化试验技术快速获取较高温度下加速度计零偏和标度因数的参数退化信息，确定正常贮存环境下加速度计稳定期。然而，传统的加速退化试验评估方法通常先进行产品退化参数集的简化，即从众多具有退化特征的性能参数中选择影响较大、退化速率较快的某一个性能参数作为产品主要退化参数，再通过该性能参数的退化特征来描述产品的寿命特征，进而确定产品寿命。对于加速度计这种复杂产品，其零偏和标度因数同时均存在退化特征，并且对加速度计稳定期的影响程度和退化速率均相当，必须同时考虑零偏和标度因数退化对加速度计稳定期的影响进行合理的综合评定，传统加速退化试验评估方法显然无法满足这一要求。本发明正是针对这种情况，给出了一种基于零偏和标度因数加速退化数据的加速度计稳定期综合确定方法。

发明内容

(1)本发明的目的：针对传统加速退化评估方法在双参数共同退化情况下难以进行有效综合评估的不足，本发明提供一种基于双参数加速退化数据的加速度计稳定期确定方法。它首先根据高温加速退化试验的加速度计零偏和标度因数的退化数据估计不同温度下零偏和标度因数的伪稳定期估计，然后基于Arrhenius方程外推得到正常贮存环境下零偏和标度因数的稳定期分布，并建立加速度计稳定期的综合可靠性模型，综合确定加速度计的稳定期。

(2)技术方案：

本发明提出的加速度计加速退化试验的假设如下：

假设1加速度计零偏和标度因数均具有可退化性。

假设2加速度计零偏和标度因数的退化过程均具有规律性，且满足幂退化模型：

y＝y₀+βt^α       (1)

式中：y为加速度计性能参数(零偏K₀或标度因数K₁)，y₀为其初始值，t为退化时间，β为退化速率，α为修正参数。其中y₀和β均为未知待估参数。

假设3加速度计在进行高温加速退化试验过程中保持失效机理不变，且与正常贮存环境下的失效机理相同。

假设4加速度计性能参数稳定期与温度之间的关系可以通过阿伦尼斯(Arrhenius)模型描述：

t=Aexp(EakBT)---(2)]]>

式中：t为加速度计性能参数稳定期，T为绝对温度(K)，A为指前因子，E_a为激活能(eV)，k_B为玻尔兹曼(Boltzmann)常数，k_B＝8.6171×10^-5eV/K。其中A和E_a均为未知待估参数。

基于上述假设，本发明提供一种基于双参数加速退化数据的加速度计稳定期确定方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：根据加速度计零偏和标度因数加速退化数据，建立不同试验温度下各个加速度计的零偏和标度因数退化轨迹模型，并进行退化轨迹模型参数辨识。