Uydu güç kontrol biriminin güvenilirlik tahmin analizi ve güvenilirlik iyileştirmesine yönelik çözümler

Uzay ortamının radyasyon ve sıcaklık gibi zorlu çevre koşullarında, görev kesintisine uğramadan çalışabilecek yüksek maliyetli ve kritik birimlerin, bakım zorlukları sebebiyle, yüksek güvenilirlikli ve yedekli şekilde tasarlanmaları gerekmektedir. Ekipman arızalarından dolayı uydu kaybını önlemek için tasarımın belli aşamalarında nitel ve nicel güvenilirlik analizleri yapılarak tasarım güvenilirlik açısından güçlendirilmelidir. Böylelikle ürünün ömrünü olumsuz etkileyebilecek riskler en aza indirilerek, kavramsal tasarım aşamasından başlanıp güvenilirlik hedefleri teminat altına alınır. Bu tez çalışmasında uzay sistemlerinde mevcut güvenilirlik yaklaşımları incelenmiş olup yeni güvenilirlik iyileştirme çözümleri sunulmuştur. PTC-WQS programı kullanılarak tasarıma paralel yürütülen güvenilirlik analizleri sayesinde, uydunun hayati birimlerden biri olan Güç Kontrol Birimi (GKB)'nin uzay kalifiye olarak geliştirilmesi sağlanmıştır. Sayısal güvenilirlik iyileştirmelerinin yanı sıra tekil nokta hatası ve hata yayılımının engellenmesi gibi niteliksel gereksinimler de göz önünde bulundurulmuştur. Önerilen üç güvenilirlik iyileştirme yönteminin detayları, DC/DC buck dönüştürücü topolojisiyle kurulan devre kartı üzerinde uygulamalı olarak gösterilmiş ve zorlu güvenilirlik hedeflerini sağlayan yedekli GKB tasarımı sunulmuştur. İlk olarak elektronik bileşenlerin ömrünü uzatmak ve ömür sonu performansını teminat altına almak için elektriksel ve ısıl streslerin kontrol altına alındığı Parça Stres Analizi uygulanmıştır. İkinci olarak maliyet etkin bir çözüm sunmak amacıyla, güvenilirlik blok diyagramları çizilerek yedeklilik yapısı belirlenmiş ve Güvenilirlik Tahmini Analizi ile tasarımın nicel güvenilirlik hedefini karşılaması sağlanmıştır. Son olarak potansiyel arızaları etkileriyle birlikte en aza indirmek, hataların tespit edilebilme oranını artırmak, tekil nokta hatalarını ve hata yayılımlarını önlemek için GKB tasarım sürecine paralel Hata Türü Etkileri ve Kritiklik Analizi (HTEKA) gerçekleştirilmiştir. Bunu sağlamak için çözünürlüğü ayarlanabilen, öznellikten arındırılmış, hem fonksiyonel hem donanımsal ve hem de ara yüz özelliklerine sahip yeni bir yaklaşım olan hibrit HTEKA modeli önerilmiş ve uygulamalı gösterilmiştir.