一种航天器单机测试性评估抽样方法技术

本发明专利技术提出了一种航天器单机测试性评估抽样方法，能够突破现有样本抽样过程中试验样本的故障覆盖不全的技术瓶颈，充分考虑故障覆盖充分性与故障率的约束条件，实现故障模式的单机故障模式的覆盖，并有利于测试性验证的实施。首先通过不同级别的测试性指标参数以及添加的n1、n2、n3三个约束参数来最终确定各个级别的初始样本量；然后根据航天器单机的具体情况，对确定的最小样本量进行上限设置，避免了试验工作量太大，试验周期过长的弊端，在进行样本分配时，设计约束条件，提出充分考虑覆盖性的备选样本抽样处理方法，便于样本分配的执行；最后，进行样本补充，既考虑了故障发生概率及故障分布，同时又考虑了测试验证的实施手段。

A Sampling Method for Testability Assessment of Single Spacecraft

The invention provides a sampling method for spacecraft single-machine testability evaluation, which can break through the technical bottleneck of insufficient fault coverage of test samples in the existing sample sampling process, fully consider the constraints of fault coverage adequacy and fault rate, realize the coverage of single-machine fault mode of fault mode, and facilitate the implementation of testability verification. Firstly, the initial sample size of each level is determined by testing index parameters of different levels and three additional constraints of n1, N2 and n3. Then, according to the specific situation of a single spacecraft, the upper limit of the minimum sample size is set, which avoids the disadvantages of too much test work and too long test cycle. In the process of sample allocation, the constraints are designed and raised. An alternative sample sampling method with full consideration of coverage is proposed to facilitate the execution of sample allocation. Finally, sample replenishment takes into account both the probability of failure occurrence and fault distribution, as well as the implementation means of test verification.

【技术实现步骤摘要】
一种航天器单机测试性评估抽样方法
本专利技术属于样本抽样
，具体涉及一种航天器单机测试性评估抽样方法。
技术介绍
对于航天器单机的故障检测来说，不仅多个航天器单机之间有相互交联关系，而且系统与单机层级之间也具有复杂的交联关系，因此，故障模式分布及故障传递关系复杂，不同的层级所要考核的指标以及需要的输入参数也不同。已有的航天器单机的测试性评估抽样方法主要是以可靠性试验为基础，在二项分布假设或者正态分布假设下，根据风险要求计算出样本量，但是这样抽样建立的样本集仅考虑了样本量要求，没有考虑故障覆盖全面性和故障传递性的问题，同时对样本量过大或者过小的可能性没有考虑，不利于测试性试验验证工作的具体实施。可见，现有的航天器单机测试性评估抽样方法中，样本量少，对于大样本数据，需要的计算量很大，计算速度慢；虽然可以采用质量抽检的方式来提高速度，但由于样本覆盖程度小，漏检的可能性很大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种航天器单机测试性评估抽样方法，能够突破现有样本抽样过程中试验样本的故障覆盖不全的技术瓶颈，充分考虑故障覆盖充分性与故障率的约束条件，实现故障模式的单机故障模式的覆盖，并有利于测试性验证的实施。为实现上述目的，本专利技术的一种航天器单机测试性评估抽样方法，包括如下步骤：步骤1，将航天器单机“在轨的故障检测率”和“遥测的故障检测率”中的较大值作为依据，确定各故障模式的故障发生概率；根据各故障模式的故障发生概率得到各故障模式相对发生概率，其中第i个故障模式相对发生概率为Cpi，i＝1,2,3…C，其中C为航天器单机故障模式总数，N≤C≤M；N为最小样本量数目，N为∑ni＝(n1+n2+n3)，其中，n1为该航天器单机的功能电路故障模式总数；n2为该航天器单机非电类部组件故障模式总数；n3为该航天器单机独立的电子类部组件故障模式总数；M为最大样本量数目，M通过在航天器单机本身故障模式数目上做3-4倍扩容获得；各故障模式相对发生概率最小值为Cpimin；获得使得Cpimin×10n≥1的最小正整数n；将所有故障模式随机排列在一个10n长的数据串中，在该数据串中，第i个故障模式的个数为Cpi×10n；从该数据串中随机抽取N个数据，得到抽样样本；步骤3，将抽取到的数据按照故障模式进行统计，得到未被抽到的故障模式；利用未被抽到的故障模式对抽样样本进行补充，得到最终样本；补充时，若未被抽到的故障模式之和与最小样本量数目N求和后不大于最大样本量数目M，则将所有未被抽到的故障模式全部补充到抽样样本中，得到最终样本；若未被抽到的故障模式之和与最小样本量数目N求和后大于M，则将所有未被抽到的故障模式按照故障率从大到小顺序选取M-N个，将选取的M-N个故障模式全部补充到抽样样本中，得到最终样本。其中，M为800。有益效果：本专利技术的航天器单机的测试性评估抽样方法，包括最小样本量确定、样本量分配以及样本量补充三个环节。首先通过不同级别的测试性指标参数以及添加的n1、n2、n3三个约束参数来最终确定各个级别的初始样本量；然后根据航天器单机的具体情况，对确定的最小样本量进行上限设置，避免了试验工作量太大，试验周期过长的弊端，在进行样本分配时，设计约束条件，提出充分考虑覆盖性的备选样本抽样处理方法，便于样本分配的执行；最后，进行样本补充，既考虑了故障发生概率及故障分布，同时又考虑了测试验证的实施手段。具体实施方式下面举实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提出的一种航天器单机的测试性评估抽样方法包括最小样本量确定、样本量分配以及样本量补充三个环节，具体为：首先根据航天器单机的具体设计特点，确定最小样本量N的约束条件；其中，约束条件除了传统的故障检测率和故障隔离率指标外，还添加了n1、n2、n3三个约束参数，体现了航天器单机的测试性设计及验证特点；其次，为了避免试验工作量太大，试验周期过长，对样本量过大的情况进行约束处理；在样本分配时，针对故障相对发生概率之间可能相差悬殊，出现某些故障模式未被抽到的情况，从而提出充分考虑覆盖性的备选样本抽样处理方法；最后，进行样本补充，既考虑了故障发生概率及故障分布，同时又考虑了测试验证的实施手段。具体包括如下步骤：步骤1，将航天器单机“在轨的故障检测率”和“遥测的故障检测率”中的较大值作为依据，(本实施例根据“在轨的故障检测率”作为依据)。根据各故障模式的故障发生概率得到各故障模式相对发生概率，其中第i个故障模式相对发生概率为Cpi，i＝1,2,3…C，其中C为航天器单机故障模式总数，N≤C≤M；N为最小样本量数目，N为∑ni＝(n1+n2+n3)，添加n1、n2、n3三个约束参数作为最小样本量的约束条件，确定最小样本量数目；其中，n1为该航天器单机的功能电路故障模式总数；n2为该航天器单机包含的非电类部组件故障模式总数；n3为该航天器单机包含的独立的电子类部组件故障模式总数(芯片或独立功能的电子原器件)；M为最大样本量数目，在航天故障模式基础上，确定最大样本量数目M；具体为在单机本身故障模式(一般小于或等于200)上做3-4倍扩容，保证故障模式的高覆盖率同时样本数量可控，确定最大样本量数目M；各故障模式相对发生概率最小值为Cpimin；获得使得Cpimin×10n≥1的最小正整数n；将所有故障模式随机排列在一个10n长的数据串中，在该数据串中，第i个故障模式的个数为Cpi×10n；从该数据串中随机抽取N个数据，得到抽样样本；步骤3，将抽取到的数据按照故障模式进行统计，得到未被抽到的故障模式；利用未被抽到的故障模式对抽样样本进行补充，得到最终样本；对于未被抽到的故障模式，从覆盖充分性的角度出发，对这些故障模式进行样本量的补充，完成抽样。具体补充原则如下：(1)对于未被抽到的航天器单机的故障模式之和与最小样本量N求和后不大于最大样本量数目M的，将所有这些故障模式的样本量都确定为1，将所有未被抽到的故障模式全部补充到抽样样本中，得到最终样本；(2)对于未被抽到的航天器单机的故障模式之和与最小样本量N求和后大于最大样本量数目M的，应从这些故障模式中按照故障率从大到小顺序选取M-N个，然后将这M-N个故障模式的样本量确定为1，将选取的M-N个故障模式全部补充到抽样样本中，得到最终样本。本实施例确定最大样本量数目M为800，确定出的最小样本量N超过400时，为了避免试验工作量太大，试验周期过长，从剩余的小于400的样本量组中依次按照故障率大小补充样本到800。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天器单机的测试性评估抽样方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将航天器单机“在轨的故障检测率”和“遥测的故障检测率”中的较大值作为依据，确定各故障模式的故障发生概率；根据各故障模式的故障发生概率得到各故障模式相对发生概率，其中第i个故障模式相对发生概率为Cpi，i＝1,2,3…C，其中C为航天器单机故障模式总数，N≤C≤M；N为最小样本量数目，N为∑ni＝(n1+n2+n3)，其中，n1为该航天器单机的功能电路故障模式总数；n2为该航天器单机非电类部组件故障模式总数；n3为该航天器单机独立的电子类部组件故障模式总数；M为最大样本量数目，M通过在航天器单机本身故障模式数目上做3‑4倍扩容获得；各故障模式相对发生概率最小值为Cpimin；获得使得Cpimin×10

【技术特征摘要】
1.一种航天器单机的测试性评估抽样方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将航天器单机“在轨的故障检测率”和“遥测的故障检测率”中的较大值作为依据，确定各故障模式的故障发生概率；根据各故障模式的故障发生概率得到各故障模式相对发生概率，其中第i个故障模式相对发生概率为Cpi，i＝1,2,3…C，其中C为航天器单机故障模式总数，N≤C≤M；N为最小样本量数目，N为∑ni＝(n1+n2+n3)，其中，n1为该航天器单机的功能电路故障模式总数；n2为该航天器单机非电类部组件故障模式总数；n3为该航天器单机独立的电子类部组件故障模式总数；M为最大样本量数目，M通过在航天器单机本身故障模式数目上做3-4倍扩容获得；各故障模式相对发生概率最小值为Cpimin；获得使得Cpimin×10n≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，李俊杰，罗凯，房红征，
申请(专利权)人：北京航天测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11