模拟电路层级模型轨迹图故障诊断方法.pdf

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1、VoL33No．8126舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第230期2013年第8期模拟电路层级模型轨迹图故障诊断方法‘吴忠德孙伟超文天柱(海军航空工程学院烟台264001)摘要通过引进灵敏度容差计算方法，对测前模拟故障诊断中的层级模型诊断方法进行改进，解决了原有方法中的仿真时间长、仿真量大的缺点，并可诊断单故障和多故障，增强了实际应用可行性。该方法与数据库技术相结合，可对大型电路进行故障诊断，满足了电子技术发展的现实需求。关键词模拟电路；故障诊断；层级模型；灵敏度中图分类号TMl33DOI：10．

2、3969／j．issnl672--9730．2013．08．041FaultDiagnosisofAnalogCircuitsBasedonHierarchicalModelTracksMethodsWUZhongdeSUNWeichaoWENTianzhu(NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai264001)Ab吼哺ctThemethodofpre-testfaultdiagnosisofanalogcircuitsbasedonhierarchicalmodelt

3、racksisimprovedbywayofsensitivitytolerancecalculating．Itovercomestheshortnessoftime-consumingandlargequantitiesofsimulating，anditiscapableofsinglefaultdianosisaswellasmultiplefaultsdiagnosis．Itfulfilstheneedofmodemelectricitydevelopingtolarge-scalecircuits’faultdiagn

4、osisincombinationwithdatabasetechnology．KeyW州sanalogcircuits，faultdiagnosis，hierarchicalmodel，sensitivityCLmssMmlberTMl331引言我国模拟电路故障研究主要是测后模拟故障诊断中的故障字典法[1]，传统的故障字典法只适用于小规模电路的硬故障诊断。虽然我国学者对神经网络、小波理论、模糊数学等故障诊断方法研究比较多，但实际应用比较少，表现在我国故障诊断软件等工具非常少。国外模拟电路故障诊断研究已经呈现一些分支，其中主要包

5、括：电路模型的建立，测试向量的生成，符号(sym—b01)诊断方法[2~3]，层级(hierarchical)诊断方法[4]，灵敏度(sensitivity)诊断方法[5]，模糊集(ambiguitygroup)处理[6~7]，故障归类(faultcluster)方法[8

6、，故障字典的优化和神经网络方法[9]等。本文将对基于灵敏度的模拟电路层级模型轨迹图故障诊断方法进行研究。2电路层级模型层级模型是根据电路结构和功能对电路不断进行模块划分，直至电路最底层的分立元件级，轨迹图是电路特征与电路元件(包括分立元件和子系统)的数值对应曲

7、线。将电路参数故障模式与电路层级模型结合，就构成电路故障层级模型。设某系统层级模型如图1所示，其中MN为对应模块名称，如滤波电路、放大电路，Mi，i一0，1，⋯，N为模块标号，Ei，i=0，1，⋯，N为模块对应的特征参数集合，即E／一{spec(i，1)，spec(i，2)，⋯，spec(i，忌))，其中忌值与对应模块有关。L表示了系统最深的层数。由图1可知，故障层级模型中某模块的特征参数集合元件只与其各级子模块参数有关，因此模型仿真中可以通过自下而上进行仿真，获得上一层模块特征参数与其子模块或底层电路元件的故障特征传递关系。故

8、障诊断阶段则是采用自上而下方法定位故障元件或模块。在以下表述中，将电路分立元件和层级模块统称为电路元件。LeveIlLevel2Level4tLeveIL一图1电路故障层级模型LevellLevel2Level3Level4●Leve

9、L*收稿日期：2013年2月21日，修回日期：2013年3月30日作者简介：吴忠德，男，硕士，助理研究员，研究方向：电子装备自动测试与故障诊断。孙伟超，男，博士研究生，研究方向：电子装备自动测试与故障诊断。文天柱，男，博士研究生，研究方向：电子装备自动测试与故障诊断。2013年第8期舰船电子工程1

10、273故障模型仿真3．1软硬故障的层级模型确定电路软硬故障的层级模型，最主要是确定电路底层元件的故障模型，其它阶层的特征参数则可以由底层元件求出。底层元件正常值取值范围显然为X0一列(Xo)≤z≤Xo+列(xo)(1)其中z。为元件标称值，川(zo)为元件容差值