答辩公告

学位论文简介

作为未来深空探测和天体表面电站能源的必然选择，高可靠性的空间堆研发设计对促进航天技术的进步有着战略意义。本文以斯特林一体化空间堆ACMIR为研究对象，提出一套基于贝叶斯网络的空间堆系统可靠性设计方法，较为体系地解决了预研空间堆系统的可靠性建模、预计、分配以及关键分系统识别等问题，有力支撑了空间堆预研项目的推进，填补了空间堆系统可靠性研究的部分空白。

本文研究内容与主要创新点如下：

（1）针对空间堆系统多状态、多应用场合、设计指标论证困难的难点，提出了可论证的空间堆系统可靠性设计指标，并提出了基于贝叶斯网络的空间堆系统可靠性建模的基本方法，可兼顾空间堆系统的故障分析和可靠性建模。

（2）针对空间堆热排散系统含多层级协同并联结构的特点，基于通用生成函数和离散时间贝叶斯网络提出了空间堆热排散分系统高精度可靠寿命建模方法，在两种空间堆热排散方案上的应用与文献结果对比说明了方法的有效性、优越性和适用性，所建模型有利于后续空间堆整系统的可靠性模型整合、指标预计与分配。

（3）针对先验数据匮乏而导致预计结果无法决策的问题，提出了基于区间估计的空间堆系统可靠性指标预计方法，可获得具有较小置信区间的系统可靠性指标，有利于极少量先验可靠性信息下的工程决策。基于所提方法发现了ACMIR当前设计方案的不足，说明了方法的工程应用价值。

（4）为在有限资源下提升ACMIR系统的可靠性，提出了多状态系统可靠性综合提升价值重要度评价准则，识别了ACMIR中综合可靠性提升价值最高的分系统，并进行了相应的可靠性设计，使得最终ACMIR各应用场合均达到了当前的可靠度设计要求。

（5）针对现有方法较难解决多状态空间堆系统的可靠度分配问题，对基于权重和基于贝叶斯网络的二态系统可靠度分配方法进行了多状态扩展，并基于对数池化方法提出了融合先验信息的多状态空间堆系统可靠度分配方法，能快速、合理地进行多状态系统的可靠度指标分配和设备故障率指标求解。通过在ACMIR的两个系统层级的应用与文献结果对比，说明了方法的优越性和适用性，为研发团队的后续工作开展提供了更详细的设计指导和优化建议。

主要代表作如下:

[1] Chen Z, Xia Y, Zhang Z, et al. A High-Precision Reliable Life Modeling Method for Multistate Heat Dissipation System of a Space Reactor Power System Based on DBN and UGF[J]. IEEE Transactions on Reliability, 2023.（SCI，第一作者）

[2] Chen Z, Xia Y, Jiang C. Reactor reliability modeling and reliable life analysis method for multi-state space reactor systems based on DBN and interval estimation[J]. Progress in Nuclear Energy, 2024, 168: 104999. （SCI，第一作者）

[3] Chen Z, Xia Y, Jiang C. Reliability allocation method for multi-state systems considering prior information with its application in space nuclear power system [J]. Reliability Engineering & System Safety, 2024. (under review). （SCI，第一作者）