机械工程学报

作者：雷政, 姜鹏, 姚蕊, 王勇

单位：1. 中国科学院国家天文台 北京 100101;2. 贵州射电天文台 贵阳 550025;3. 中国科学院FAST重点实验室 北京 100101

关键词：FAST促动器,可靠性增长,AMSAA模型,群系统；

基金：国家自然科学基金(12203075,12173054)、贵州省科技计划(黔科合支撑[2023]一般378、黔科合支撑[2023]一般351)和中国科学院青年创新促进会资助项目。

针对FAST促动器可靠性不足，严重影响望远镜观测的问题，从自净化功能、驱动系统、环境防护、状态监测等方面进行优化，完成整机可靠性增长方案设计，并提出多台异步纠正的加速可靠性增长试验方案。对可靠性增长方案的平均无故障工作时间(Mean time between failures, MTBF)进行理论估算，其值为81 536 h，相比2019年增长将超过12倍。采用3台样机进行连续可靠性增长试验，并通过跟踪与往复连续交替运行模式及增加负载的方法进行加速。试验从2019年5月至2022年8月，期间除3#样机累计有3次B类故障外，其余2台样机均无故障，最后采用时间截尾方式结束。利用AMSAA模型对试验数据进行分析，3台样机的平均当量MTBF值为80 061 h，与理论计算数值非常接近，验证了该方案可靠性增长的有效性。对完成全部升级后的一年运行情况进行统计分析，FAST促动器平均故障率为0.35台/天，相比升级前降低了12.2倍，其降低幅度与可靠性增长理论分析和试验结果基本吻合，再次验证了该可靠性增长方案及可靠性增长加速试验方案的有效性。通过优化设计、理论分析、试验验证与工程实践相结合的综合研究方法，实现了FAST促动器可靠性的大幅增长，使促动器群系统可靠度提升了一个数量级，可为其他类似研究提供参考。

来源：2025年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

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