Page 89 - 《真空与低温》2025年第5期

628 真空与低温 第 31 卷 第 5 期

电击穿发生的历史数据，分束流中断和未中断两种 图中可以看出 Weibull 分布的检验值 AD=0.752，小
情形进行故障率曲线的拟合。 于其他分布，在 0.05 的显著性水平下，可认为此
（1）束流中断情形 情形下的故障强度满足 Weibull 曲线，且 Weibull 分
借 助 拟 合 优 度 统 计量 AD（Anderson-Darling） 布参数值的极大似然估计分别为 m=2.718 28、ξ=
进行故障分布拟合。结果如图 2（a）～（d）所示，从 15 015.877 3。

99 99
90
95
80
90 70
60
80 50
70 40
30
百分比 50 百分比 20
60
40
30 10
20
5
10 拟合优度检验 拟合优度检验
5 AD=0.935 3 2 AD=4.452
P 值=0.012 P 值<0.003
1 1
6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 100 500 1 000 2 000 4 000 10 000 20 000 40 000 100 000
中断时间间隔/h 中断时间间隔/h
（a）正态-95% 置信区间 （b）指数-95% 置信区间
99 99
90 95
80
70 90
60
50 80
40 70
30
60
百分比 20 百分比 50
40
10 30
20
5
拟合优度检验 10 拟合优度检验
3 AD=0.752 5 AD=1.083
2
P 值=0.042 P 值=0.008
1 1
6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 7 000 8 000 9 000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 16 000
中断时间间隔/h 中断时间间隔/h
（c）Weibull-95% 置信区间 （d）Gamma-95% 置信区间

图 2 故障分布拟合情况
Fig. 2 Fitting of fault distribution
（2）束流未中断情形 2 离子推力器可靠性分析
同理，对束流未中断情形下的故障分布进行拟
根据文献 [13] 的定义，离子推力器在不同非预期
合，结果显示此情形下的故障分布满足浴盆曲线
电击穿情形下的瞬时平均故障间隔时间 IMBF和时
模型，分布参数的极大似然估计分别为 β=0.781 9、
间区间 [0,T]内的累积平均故障间隔时间 CMBF分
η=15 630.807 6。
当故障强度满足浴盆曲线时，强度函数 r(t;η,β) 别为：
随时间 t 的增加先呈现逐渐下降的趋势，表示推力 1
IMBF = （5）
器处于早期故障阶段，在老练过程中击穿发生的强度 λ(t;η,β)
逐渐降低；接下来，由于溅射刻蚀等性能退化因素的 T （6）
CMBF = r
T
影响，在拐点后强度函数随时间 t 的增加呈现上升趋 0 λ(t;η,β)dt
势，这也揭示了推力器整体性能随时间的退化规律。 式中： IMBF为瞬时平均故障间隔时间，它体现了离