空间高可靠电子系统设计  082500M02005H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:安军社,陈睿
授课时间: 星期二,第1、2、3 节
授课地点: 教一楼221
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、15、16
课程编号: 082500M02005H 课时: 40 学分: 2.00
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:安军社,陈睿 助教:苏建峰
英文名称: Design Methods for Highly Reliable Electronic Systems 召集人:

教学目的、要求

电子系统的可靠性依赖于系统的设计和使用条件。我国电子、电气类设备和系统的故障率较高。本课程设置面向从事航空航天等高可靠系统研究的工程技术后备队伍,主要是从事3C类,如电子通信、计算机、控制等专业的研究生。课程内容包括课程概论、影响电子系统可靠性的因素、可靠性设计方法、可靠性验证方法、使用中的安全和可靠性问题五个部分。针对航空航天等高可靠系统的特殊要求,实现3C类专业基础和工程实践的衔接,为培养高可靠3C类专业人才提供支持。

预修课程

模拟电子技术、数字电子技术、微机原理

教 材

(1)航天器系统工程,谭维炽,胡金刚,中国科学技术出版社,2009年出版
(2)空间环境,[美]艾伦?C?特里布尔著,唐贤明译,中国宇航出版社,2009年出版

主要内容

本课程的授课内容由五部分组成:
第一部分 课程概论(计划2学时)
第1讲 可靠性概论(计划2学时,安军社)
教学内容:质量、可靠性、安全性、鲁棒性的概念;可靠性的内部因素和使用因素;可靠性与成本的关系;可靠性风险和典型案例。
教学目标:理解可靠性本质是一个系统工程的概念,需要设计保证、使用环境保证,同时考虑成本因素。
第二部分影响电子系统可靠性的因素(计划10学时)
第2讲 机械因素(2学时,安军社、李伟良)
教学内容:振动、冲击和加速度是基本的力学因素,表征这些因素的物理参数;典型环境的典型参数;共振是结构可靠性的主要问题;疲劳是影响寿命的主要因素;局部缺陷是导致结构破坏的常见问题;结构设计必须和功能设计、热设计一体化迭代。
教学目标:了解结构设计的一般要求及常见问题。
第3讲 温度因素(2学时,安军社、王雷)
教学内容:典型空间环境的温度特性,包括舱内设备、表面安装设备和舱外设备;热设计的一般原则;热设计和结构设计的耦合与迭代。
教学目标:了解热设计的一般准则。
第4讲 电磁环境因素(2学时,安军社)
教学内容:设备或者系统对外的电磁辐射干扰EMI;外部环境对设备的影响因素和EMC;常见EMC/EMI问题;高频系统的EMC/EMI。
教学目标:了解EMC/EMI的一般设计原则。
第5讲 空间环境(2学时,陈睿)
教学内容:从地面外太空的空间环境。
教学目标:了解从地面外太空的空间环境。
第6讲 空间环境的主要效应(2学时,陈睿)
教学内容:从地面外太空的空间环境效应。
教学目标:了解从地面外太空的空间环境效应。
第三部分 电子系统可靠性设计方法(计划12学时)
第7讲 硬件与系统的可靠性设计方法,第一部分温度与力学(2学时,安军社)
教学内容:力学分析和热分析,改进力学和热应力的设计方法和原则;
教学目标:了解结构设计和力学分析的互动过程,导热、散热设计与平衡温度场、瞬态热应力集中分析的过程,以及改进热应力的方法与原则。
第8讲 硬件与系统的可靠性设计方法,第二部分降额设计(2学时,安军社)
教学内容:电子系统降额和裕度设计的准则;
教学目标:了解电子系统降额和裕度设计的准则。
第9讲 硬件与系统的可靠性设计方法,第三部分计算机系统可靠性设计(2学时,安军社)
教学内容:高可靠计算机系统设计原则;
教学目标:了解高可靠计算机系统设计原则。
第10讲 软件可靠性设计方法(2学时,安军社)
教学内容:高可靠计算机系统软件设计原则;
教学目标:了解高可靠计算机系统软件设计原则。
第11讲 固件(FPGA)可靠性设计方法,(2学时,安军社)
教学内容:高可靠计算机系统固件设计原则;
教学目标:了解高可靠计算机系统固件设计原则。
第12讲 高频系统可靠性设计方法,(2学时,安军社)
教学内容:高频系统可靠性设计方法;
教学目标:了解高频系统可靠性设计方法。
第四部分 电子系统可靠性验证方法(计划8学时)
第13讲 机械设计、热设计验证(2学时,安军社)
教学内容:机械设计、热设计验证方法和相关标准;
教学目标:了解机械设计、热设计验证方法和相关标准。
第14讲 EMC设计验证(2学时,安军社)
教学内容:EMC设计验证方法和相关标准;
教学目标:了解EMC设计验证方法和相关标准。
第15讲 抗空间环境设计验证,第一部分真空、低气压、紫外、臭氧和辐照(2学时,陈睿)
教学内容:抗空间环境设计的验证方法和相关标准;
教学目标:了解抗空间环境设计的验证方法和相关标准。
第16讲 抗空间环境设计验证,第二部分抗单粒子设计和验证
教学内容:抗空间单粒子设计的验证方法和相关标准;
教学目标:了解抗空间单粒子设计的验证方法和相关标准。
第五部分 电子系统设备使用安全和可靠性问题(计划6学时)
第17讲 用电安全(2学时,安军社)
教学内容:用电安全相关标准,不同场合的电源规格;
教学目标:了解用电安全相关标准。
第18讲 静电防护(2学时,安军社)
教学内容:静电产生的原因、危害和防护措施;
教学目标:了解静电产生的原因、危害和防护措施相关标准。
第19讲 电子、电气设备的使用可靠性
教学内容:电子、电气设备使用过程中常见的错误,以及可靠性措施;
教学目标:了解电子、电气设备使用过程中常见的错误,以及可靠性措施。

教学手段与方法:
课堂PPT讲授、事例分析及文献讨论、实验平台参观演示

参考文献

暂无