惯性约束激光聚变装置,是在实验室条件下以强激光作为驱动源来实现热核聚变的装置,其研制是一个国家科学研究水平、能源领域发展和国防建设的重要标志。高压脉冲电源能源模块系统作为我国大型科学工程惯性约束激光聚变装置的重要组成部分,其可靠性直接关系到激光装置的主要技术指标,影响装置的可靠性和打靶成功率。因此,对高压脉冲电源能源模块系统开展可靠性研究,具有十分重要的现实意义。现有的多部件系统可靠性评估中通常假设各部件失效规律恒定不变且部件间失效相互独立,事实上,由于高压脉冲电源能源模块系统具有结构复杂且精密、故障模式种类繁多、工作环境多变且严峻、包含大量冗余设计等特点,其部件存在失效相关、失效规律复杂多变和多失效模式等特征。针对上述问题,本论文从高压脉冲电源能源模块系统的可靠性出发,针对系统中的失效相关性,开展考虑共因失效和动态环境影响的系统可靠性建模与评估方法研究;针对系统中存在的载荷共享现象,开展考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性建模及优化分配决策研究。本文的主要研究内容具体包括以下几方面:(1)高压脉冲电源能源模块系统的故障模式影响及危害性分析与故障树分析。本文对系统的结构和功能进行深入分析,进而采用故障模式影响及危害性分析方法辨识系统中元器件和模块的故障模式及其影响,找出系统的关键部件及薄弱环节,并以此作为本文的主要研究对象。在故障模式影响及危害性分析的基础上,以薄弱环节对应的故障事件作为顶事件进行故障树分析。分析结果表明,主放电开关单元中的主开关组件、主储能单元中的电容器危害性等级最高,为系统的关键部件,需要对其进行重点分析。(2)基于动态贝叶斯网络的共因失效系统可靠性建模与评估。针对高压脉冲电源能源模块系统中关键单元组件由于非关键部件失效导致的环境动态性,以及冗余设计和相同环境条件导致的部件失效相关性,本文采用比例风险模型表征动态环境对部件失效规律的影响,并建立了基于贝叶斯网络的共因失效系统可靠性模型;并在此基础上,将静态贝叶斯网络扩展为包含时间因素的动态贝叶斯网络模型,评估系统的可靠性,并将这一方法应用于储能子系统中主储能单元的可靠性建模与评估。分析结果表明,共因失效和动态环境对系统可靠度评估结果有显著的影响,若忽视系统运行环境的动态性和失效相关性,会显著高估系统的可靠度。(3)考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性建模与优化设计。针对高压脉冲电源能源模块系统中关键单元组件由于载荷共享机制引起的失效相关性,本文利用比例风险模型描述部件状态转移强度与其承受载荷之间的内在联系,进而构建系统的马尔可夫模型,利用Phase-Type分布和聚合马尔可夫模型评估系统可靠性;在此基础上,进行载荷共享机制下的系统可靠性优化分配决策研究,分别建立以平均故障前时间最大化为目标的单目标优化模型和以费用最小化且平均故障前时间最大化为目标的多目标优化模型,并且采用单目标和多目标粒子群算法对系统部件数量和状态转移强度进行优化;最后将这一可靠性建模与优化设计方法应用于开关子系统的主开关组件。分析结果表明,本文方法得到的可靠度评估结果与通过蒙特卡洛仿真得到的系统可靠度真实值完全吻合。