033] 步骤一、在继电器的时间参数吸合时间、释放时间、超程时间、弹跳时间、燃弧时间 中，选取超程时间作为继电器评估的退化参量，根据超程时间随继电器寿命试验的变化趋 势，确定失效阈值为1 = 100 μ S，
[0034] 步骤二、采用信号调理及采集电路，对继电器的线圈电流信号、触点电流信号、触 点电压限号、触点压降信号同时在线采集，进行定时截尾寿命试验，截尾时间10万次，获得 试验过程中的退化参数信息，
[0035] 步骤三、从失效物理的角度判断继电器的退化参数是否符合Wiener过程的参数 变化规律，如果是，则执行步骤四，如果否，则结束，
[0036] 步骤四、应用随机过程理论，分别建立继电器退化失效的失效概率函数、失效概率 密度函数和可靠度函数的模型，
[0037] 步骤五、使用极大似然估计的方法对步骤四中模型的未知参数进行估计，获得未 知参数的似然估计值，完成继电器评估的建模过程，
[0038] 步骤六、利用步骤五所得模型、步骤二所得的退化参数和步骤一所得的失效阈值 实现对继电器寿命的评估。
[0039] 本实施方式中，利用极大似然估计的方法求取可靠性模型参数。首先确定模型概 率密度函数，利用概率密度函数获得似然函数，对似然函数求极值得到模型的未知参数。
[0040] 步骤二中进行定时截尾寿命试验，截尾时间10万次，获得试验过程中的退化参数 信息，试验条件如表1所示：
[0041] 表1继电器参数
【主权项】
1. 基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，该方法是基于下列装置实现的，所述装 置包括受试继电器（3)、开关K1、开关K2、开关K3、负载电源（1)、可调电阻R1、可调电阻R2、 线圈电源（2)、线圈电流采样电阻R3、电阻R4、传统检测电路（4)、触点电流采样电阻R5和 信号调理及采样电路（5)， 传统检测电路（4)包括一号电压比较器（4-1)、二号电压比较器（4-2)、一号状态锁存 器（4-3)和二号状态锁存器（4-4)， 受试继电器（3)包括线圈（6)、静合触点（3-1)、动合触点（3-2)和动触点（3-3)， 所述负载电源（1)的正极连接开关Kl的一端，开关Kl的另一端同时连接可调电阻Rl 的一端和可调电阻R2的一端，可调电阻Rl的另一端同时连接静合触点（3-1)、一号电压比 较器（4-1)的静合触点触点电压信号输入端和信号调理及采样电路（5)的静合触点（3-1) 触点电压信号输入端，可调电阻R2的另一端同时连接动合触点（3-2)、二号电压比较器 (4-2)的静合触点触点电压信号输入端和信号调理及采样电路（5)的动合触点触点电压信 号输入端， 一号电压比较器（4-1)的静合触点触点电压信号输出端连接一号状态锁存器（4-3)的 静合触点触点电压信号输入端，二号电压比较器（4-2)的静合触点触点电压信号输出端连 接二号状态锁存器（4-4)的静合触点触点电压信号输入端， 动触点（3-3)同时连接信号调理及采样电路（5)的触点电压信号输入端和触点电流采 样电阻R5的一端，触点电流采样电阻R5的另一端连接电源地， 线圈（6)的一端连接开关K2的一端，开关K2的另一端连接线圈电源（2)的正极，线圈 电源（2)的负极同时连接线圈电流采样电阻R3的一端、电阻R4的一端和电源地，线圈电流 采样电阻R3的另一端连接开关K3的静合触点al，开关K3的动触点a3同时连接线圈（6) 的另一端和信号调理及采样电路（5)的线圈电流信号输入端，电阻R4的另一端连接开关 K3的动合触点a2,其特征在于，根据上述装置的基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法 为： 步骤一、在继电器的时间参数吸合时间、释放时间、超程时间、弹跳时间、燃弧时间中， 选取超程时间作为继电器评估的退化参量，根据超程时间随继电器寿命试验的变化趋势， 确定失效阈值为I = 100 μ s， 步骤二、采用信号调理及采集电路，对继电器的线圈电流信号、触点电流信号、触点电 压限号、触点压降信号同时在线采集，进行定时截尾寿命试验，截尾时间10万次，获得试验 过程中的退化参数信息， 步骤三、从失效物理的角度判断继电器的退化参数是否符合Wiener过程的参数变化 规律，如果是，则执行步骤四，如果否，则结束， 步骤四、应用随机过程理论，分别建立继电器退化失效的失效概率函数、失效概率密度 函数和可靠度函数的模型， 步骤五、使用极大似然估计的方法对步骤四中模型的未知参数进行估计，获得未知参 数的似然估计值，完成继电器评估的建模过程， 步骤六、利用步骤五所得模型、步骤二所得的退化参数和步骤一所得的失效阈值实现 对继电器寿命的评估。
2. 根据权利要求1所述的基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，其特征在于，继 电器为航天继电器。
3. 根据权利要求1所述的基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，其特征在于，步 骤三中，从失效物理的角度判断继电器的退化参数是否符合Wiener过程的参数变化规律 的过程： 从失效物理的角度出发，航天继电器在时刻t到t+At之内的性能退化Δ X是许多相 互独立同分布的随机微小性能损失量Gi之和，并且这些微小损失量的数目η和At成正 比，所以Δ X服从正态分布，采用一元Wiener过程建模。
4. 根据权利要求1所述的基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，其特征在于，步 骤四中，应用随机过程理论，分别建立继电器退化失效的失效概率函数、失效概率密度函数 和可靠度函数的模型的过程为： 根据随机过程理论，航天继电器的性能退化过程是服从χα;μ，。2) = yt+〇W(t)形 式的一元Wiener过程， 其中：X(t ; μ, 〇 2)表示t时刻的参数退化量，μ, 〇 2为未知参数，W(t)为标准布朗运 动，且 E [W(t)] =Hiin(I^t2), 航天继电器的失效阈值为1，1>〇,产品的寿命T是性能退化量首次达到失效阈值的时 间，即： T = inf {t IX ⑴=1，t ^ 0} 其中，X(t)表示继电器超程时间的退化量， 则T的分布函数F (t)和概率密度函数f(t)分别为：
产品可靠度R (t)为：
5. 根据权利要求1所述的基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，其特征在于，步 骤五中，使用极大似然估计的方法对步骤四中模型的未知参数进行估计，获得未知参数的 似然估计值，完成继电器评估的建模过程： 从继电器产品中随机抽取η只继电器进行可靠性寿命试验，第i只继电器在时刻的 退化数据为Xu，其中，ti(l〈tn〈…<timi，Ax ij= X 是产品i在t hj之间的性能退 化量，因此： Δ Xij^ N ( μ Δ t ij, 〇2At ij) 在&时刻概率密度函数f ( Λ x y为：
似然函数U μ，σ 2)为：
对似然函数取对数，并分别求取未知参量μ，σ2的偏导数值，求解概率密度函数 f( Axij)和似然函数L(y，。2)组成的方程组即可得到参数μ，。的似然估计值：
其中，表示第i只继电器在任一时刻的退化数据， 完成可靠性建模，建模结果为： μ = 7· 21ΧΚΓ4, O = 〇· 08
【专利摘要】基于Wiener过程的继电器可靠性评估方法，涉及继电器的可靠性评估技术领域。本发明是为了解决传统基于失效统计的可靠性评估方法对继电器寿命的评估可靠性差，精度低，并且不能获得长寿命继电器的寿命数据的问题。本发明所述的首先确定继电器的退化参量及其失效阈值；再利用改进的继电器寿命试验装置监测继电器退化数据；建立了失效概率、失效概率密度以及可靠度的退化模型；利用极大似然估计的方法估计模型参数，完成继电器的可靠性建模；最后，利用所得模型及退化数据获得继电器进行可靠性评估结果。它可用于对继电器寿命的评估。
【IPC分类】G01R31-327
【公开号】CN104635155
【申请号】CN201510104611
【发明人】王淑娟, 董宝旭, 王一行, 孙博, 叶雪荣, 翟国富
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年3月11日