航天科技的发展对航天产品的可靠性和寿命提出了越来越高的要求,“高可靠”和“长寿命”已经成为航天产品未来追求的目标。通信卫星作为航天产品的重要组成部分,提高其寿命和可靠性已成为非常重要的任务,但是由于卫星结构的逐渐复杂化和有效载荷的不断增加,对其指向的精确控制变得越来越困难。星载天线双轴定位机构作为较为常用的星载天线控制机构,对提高天线系统的指向精度,进而保证卫星发射和运行的可靠性具有重要影响。然而,常规的系统可靠性分析往往有两个基本假设:①系统及其单元只有“完全正常”和“完全失效”两种状态;②单元之间的失效相互独立。这样的假设能够简化问题以便于求解,但常不能真实地反映实际情况。随着对失效机理和规律的深入研究,人们发现系统及单元在失效过程中往往表现出多状态的特征,并且系统中单元的失效有时并不是相互独立的,尤其对一些大型、复杂的机电系统,独立失效只是一种很特殊的情况,而相关失效是更为普遍的现象。本论文针对星载天线双轴定位机构,围绕系统可靠性,并着重于多状态可靠性和失效相关性开展研究,其主要内容如下:(1)提出了星载天线双轴定位机构的二态可靠性模型及其分析方法。在分析双轴定位机构的原理和功能的基础上,建立系统的可靠性框图模型和可靠性分配模型。然后,建立系统的动态故障树模型,并对故障树进行定性分析、定量计算以及重要度分析。(2)提出了一种故障树底事件排序的新方法。二元决策图分析故障树时,计算复杂程度受底事件排序的影响,因此我们提出优先级排序方法,它综合地考虑故障树底事件之间的复杂关系,依据故障树自身的特点来进行排序,且通过实例验证表明该方法在减少节点数方面优于现有的排序方法,是一种高效的故障树底事件排序方法。(3)提出了星载天线双轴定位机构的多状态可靠性模型及其分析方法。介绍多状态可靠性的理论基础和三种常用的多状态可靠性分析方法。运用布尔模型扩展法分析传动系统的可靠度,结果显示俯仰轴和方位轴组件之间不是简单的并联关系,而是随着单元状态不同,结构也呈现出不相同的复杂关系,并给出基于多状态可靠性理论的传动系统可靠度的计算方法。此外,运用马尔可夫模型和通用生成函数相结合的方法计算俯仰轴组件的可靠性,给出基于多状态可靠性理论的俯仰轴组件的可靠度计算方法。(4)提出了考虑共因失效的星载天线双轴定位机构可靠性分析方法。详细分析共因失效产生的原因及常用的考虑共因失效的系统可靠性的分析方法,并分别运用基于马尔可夫模型和基于结构函数的共因失效方法,分析双轴定位机构的控制系统的可靠性。分析结果表明,基于马尔可夫模型的共因失效分析方法在求解动态系统可靠性方面具有明显优势,但是,当系统较大时会出现“状态爆炸”现象,而基于结构函数的共因失效分析方法分析和计算过程简单,但不适用于动态系统的可靠性求解。