用故障字典法完成模拟电路软故障诊断的研究

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模拟电路故障原因与诊断方法

对于复杂电路
,
,
由于元件容差
,
电路噪声以及元件
, ,
为了在满足隔离要求的条件下使测试点尽可能少在大多数情况下
, , , , ,
参量与特性之间的非线性出现了模糊现象法来解决
、
电路加工中的法的研究主
根据实验经验统计
硬故障约占故障率的容差不足
。
也是以有限参数调整为对象的
因此在
。
间歇故障是由老化
、、
接触不良等原因造成的
。
要朝着更实用化的多故障诊断方向发展通过有限的测量和计算确定故障所以又称为故障证实技术
, ,
单故障概率最高
盯
如果考虑一个故障出现可能导致另另外对
,
硬故障又称突变故障短路
, 、
。
它是由于元件的
,
假定两个或几个元件同时发生的多故障也是合理的比大规模集成电路年以后
, 。
如开路
、
造成的
、
、
通过事前测试或监控不继续研究
其特点是在电路测试后
,
根据测量信息对电路模拟
,
从而进行故障或参数
,
根据同时可诊断的故障是否受限
一
又分为任意故障诊断
较高并随时间而迅速下降模拟电路的早期故障率为的早期故障率为障率较低且为常数的

模拟电路智能故障诊断

模拟电路智能故障诊断摘要:模仿电子电路集成度日益进步,使得某些电路内部节点存在不可及性。

基于神经网络和专家系统的模仿电路故障诊断系统,其采集数据先输入到含糊处置模块进行含糊处置,再送人工神经网络模块推理,推理结果需进行交融处置,以进步诊断的牢靠性,再依据交融结果检索操作指导数据库得到指导信息,最后得到诊断结论。

随着模仿电子技术的飞速开展,电子电路集成化水平和制版工艺逐步进步,电路的功用化和模块化趋向日益明显,元件的密集度不时增加,从而招致电路内部可及节点越来越少,以至有些电路内部不存在可及节点,这给模仿电路的检测和故障诊断技术提出了新的应战. 固然传统的交流故障字典法能够应用外部端口测试的办法完成故障诊断,但该办法需求改动测试鼓励的频率作屡次测试,诊断过程复杂,测试时间较长。

因而,如何应用模仿电路有限的可及节点快速、有效诊断模仿电路内部的故障是该范畴内亟待处理的问题。

1.模仿电路故障诊断技术的现状在模仿电路发作故障后, 请求能及时将故障诊断出来,以便检修、调试、交换。

对某些用于重要设备的模仿电路, 还请求能进行故障预测, 也就是对电路在正常工作时的响应作持续不时的监测, 以肯定哪些元件将要失效, 以便在故障发作前把那些将要失效的元件交换掉, 以防止故障发作。

一切这些, 通常的人工诊断技术已无法满足需求, 因此, 模仿电路故障的自动智能诊断成为一个亟待处理的问题。

模仿电路故障诊断的开展并不理想, 形成这种现象的缘由大致有以几个方面。

(1) 模仿电路的故障现象常常非常复杂, 任何一个元件的参数变值超越其容差时就属故障, 因而模仿电路的故障状态是无限的, 故障特性是连续的。

(2) 模仿电路的输入―输出关系比拟复杂, 即便是线性电路, 其输出响应与各个元件参量之间的关系也常常是非线性的, 何况许多实践电路中还存在着非线性元件。

(3) 固然模仿电路中非故障元件的参数标称值是已知的, 但详细电路的实践值会在其标称值上下作随机性的变动, 普通并不正好等于其标称值。

模拟电路故障诊断研究综述

它的基本原理是预先猜测电路中
２故障诊断的新近方法
人工神经网络（ｒｆｉＮｕａＡｔｃａｅｒｌｉｌｉＮｔｏｋＡＮ）是用物理上可以实现的ｅｒ．Ｎｗ
器件、统或现有的计算机来模拟人脑系
这种方法的缺点在于：于该法需由需路在各种故障状态下有其特有的故障特要提供较多诊断信息．要在取得足够的独立数据后根据网络结构估计或求
故障一一对应．由此形成一个字典诊断解网络中每个元件的参数．计算量大．时实时获取电路特征．并将其与故障字实时性差典中的故障对应，并获取故障信息。可见１３故障验证法．该方法的关键步骤是故障字典的建立．这一工作包括故障集、激励信号、测试节点的选择、糊集的分割、障的隔离等模故
模拟电路故障诊断研究综述
史克锋
（苏宜兴华润热电有限公司江苏宜兴江
摘
２４０）１２５
要：绍了模拟电路故障诊断研究的必要性、展现状和研究难点。对该技术进行了概述．出介发列
了其优缺点和适用范围，最后讨论了该技术的发展趋势。
１传统模拟电路故障方法
１１故障字典法．
怀疑元器件割断其前后联系．电测试通

模拟电路故障诊断故障研究(测试计量技术及仪器专业优秀论文)

ｏｎｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎｗｈｅｎｎｓｍｇｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｏｌｅｒａｎｃｅ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔ
摘要
摘要
本课题属于自选预研。故障诊断技术是近４０年发展以来的以适应工程实际需要而形成的多学科交叉的－－Ｉ＇－Ｊ综合学科。随着现代科学技术的发展，现代航空装备的结构越来越复杂，规模也越来越庞大，为了提高系统的安全性和可靠性，故障诊断技术越来越受到人们的重视，成为各界研究的热点方向之一．一般电子电路的故障诊断可分为模拟电路故障诊断和数字电路故障诊断。数字技术的广泛应用和高速发展，使得数字电路的故障诊断研究取得了空前的发展。对于模拟电路由于其元件具有容差并存在非线性等原因，使得模拟电路的故障诊断较数字电路的故障诊断复杂得多，其发展比较缓慢，应用也不够广泛。但是，在一个完整的系统中，数字电路并不能完全取代模拟电路，所以对模拟电路故障诊断的研究已成为新的研究热点。
从网络理论的发展过程来看，网络理论主要经历了下述三个阶段““：网络分析网络分析的主要任务是在已知网络拓扑结构、元件参数和输入激励信号时求解网络的输出响应，应用的主要理论和方法是克希霍夫电流定律（ＫＣＬ）和电压定律（ＫＶＬ），以及由它们推导出来的节点电位法、支路电流法和回路电流法等，所求的响应可能是解析解，也可能是数值解，但其结果一般都是唯一的，如果利用数字计算机来求解，则只能求到数值解，通常称之为计算机辅助分析（ＣＡＡ－ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＡｎａｌｙｓｉｓ）。到目前为止，网络分析理论发展的比较完善，也应用的最广泛。网络综合网络综合的主要任务是在已知网络的输入激励和所需响应的条件下，求解网络的拓扑结构和元件类型及参数，因此也经常将网络综合称为网络设计，应用的主要理论和技术是数学中的逼近理论和优化设计方法，网络综合的结果通常都不唯一，往往是因为设计人员的素质和经验以及所采用的模块或器件不同。由于微电子技术和工艺的发展，集成电路（ＩＣ）的集成度越来越高，新的生产工艺的优质器件不断涌现，使网络综合日益简化。如果采用计算机辅助设计（ＣＡＤ－－－ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅＤｅｓｉｇｎ），则设计和综合的工作量可进一步减少，因此，至

模拟电路中三极管和运放的软故障诊断

收稿日期:2007211209;　定稿日期:2008201210基金项目:国家自然科学基金资助项目(60773142,60633060);教育部博士点专项基金资助项目(20070003122)模拟电路中三极管和运放的软故障诊断胡　梅,王　红,杨士元,胡　庚(清华大学　自动化系,北京　100084)摘　要:　基于文献[1]中的斜率故障模型,提出了一种诊断模拟电路中晶体三极管和集成运算放大器软故障的字典法。

在含有三极管和运放的电路中,通过对三极管和运放进行等效模型替代,对替代之后的等效电路,利用电路中的两节点电压增量计算出的斜率作为统一故障特征,建立故障字典,实现原电路中三极管和运放的软故障诊断。

给出了三极管和运放的等效模型分析和诊断步骤,并用仿真实例证明了诊断方法的有效性。

关键词:　模拟电路;软故障诊断;斜率故障模型;晶体三极管;运算放大器中图分类号:　TN407 文献标识码:　A文章编号:100423365(2008)0420493204Soft F ault Diagnosis of T ransistor and Op 2amp in Analog CircuitsHU Mei ,WAN G Hong ,YAN G Shiyuan ,HU Geng(Dept.of A utomation ,Tsinghua Universit y ,Bei j i ng 100084,P.R.China )Abstract :　Based on the slope fault model of Ref.[1],a fault dictionary method was proposed for soft fault diag 2nosis of bipolar junction transistor (BJ T )and integrated operational amplifier (OA )in analog circuits.In the analog circuit with BJ T and OA ,equivalent models were used to replace them.For the equivalent circuit after replacement ,slope calculated by two node voltage increments was used as unified fault feature ,and a fault dictionary was estab 2lished to diagnose soft fault of BJ T and OA in the original circuit.Equivalent models of BJ T and OA were analyzed ,and the diagnosis approach was described in detail.Finally ,examples were given to demonstrate the effectiveness of the diagnosis method.K ey w ords :　Analog circuit ;S oft fault diagnosis ;Slope fault model ;Bipolar junction transistor ;Operational amplifier EEACC :　1205　1　引　言随着IT 和制造业的发展,越来越多的电子系统同时集成了模拟信号电路和数字信号电路,这些系统被广泛应用于军工、通信、自动控制、测量仪表和家用电器等各个方面。

PSPICE在模拟电路故障诊断中的应用

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.13SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工业技术电路故障诊断是电路网络理论继分析和综合之后第三大分支。

其含义为：在已知网络的拓扑结构、输入激励信号和故障下的响应时,求解故障元件的物理位置和参数。

且要求求解的结果唯一。

模拟电路故障诊断的研究是从1960年开始的,直到1979年才初步建立了理论基础。

目前已取得不少成就,推出了很多诊断方法,如故障字典法、K 故障诊断法、故障参数辨识法、网络撕裂法等。

但是,可付诸实践的方法还不多。

在众多方法中,故障字典法由于诊断条件没有很多限制,且简单有效、实用性强,因而在工程上应用较多。

本文涉及的内容是如何巧妙的利用P S P I CE 软件自身的特点,结合字典法进行模拟电路的故障诊断。

1P SPIC E 软件简介SPI CE (Si m ul at i on Pr ogr a m w i t h I n-t egr at e d Ci r cui t E m phasi s )是国际上流行的用于集成电子线路分析程序。

P S P I CE 是S P I CE 电路模拟器家族中的一员,是首先用于I B M —P C 机上的。

它采用数学模型和仿真算法,利用计算机计算、存储和图形处理的高速和高效率,以电路理论为依据,设计出各种功能的应用程序来取代实际元器件构成的硬件。

即在建立起电路之前,帮助设计人员运行和分析电路的设计,以便修改和优化。

2PS PIC E 与模拟电路故障诊断的结合模拟电路故障诊断之所以成为网络理论中一个十分困难的课题,其最主要的原因在于模拟电路中的元件参数具有容差,以及模拟电路中广泛存在非线性问题。

在实际应用中,由于故障电路的不精确性和不确定性,更增加了诊断的难度。

目前,在该领域中,人们多是采用一种人工编制计算机软件的方法来完成故障仿真的。

装备模拟电路UKF-WRNN软故障诊断

收稿日期：2017-05-06修回日期：2017-06-15作者简介：郭峰（1982-），男，山西阳泉人，硕士。

研究方向：计算机，网络安全，大数据。

摘要：为提高装备模拟电路的软故障诊断能力，在构建多分辨率变换样本基础上，提出一种应用改进UKF 算法训练小波RBF 神经网络（WRNN ）软故障诊断方法。

它引入基于方差膨胀原理的自适应因子，改善UKF 算法性能；并利用改进UKF 算法优化估计WRNN 参数，建立多分辨率变换样本集的故障诊断模型；再由所建模型对各种故障模式进行诊断判定。

Sallen-Key 带通滤波器的仿真测试表明，该方法收敛速度快，诊断准确率高，进而验证了其可行性和有效性。

关键词：小波，RBF 神经网络，UKF 算法，模拟电路，故障诊断中图分类号：TJ07文献标识码：ADOI ：10.3969/j.issn.1002-0640.2018.07.033引用格式：郭峰，王春兰，李胜厚，等.装备模拟电路UKF-WRNN 软故障诊断［J ］.火力与指挥控制，2018，43（7）：175-180.装备模拟电路UKF-WRNN 软故障诊断郭峰1，王春兰2，李胜厚2，杨国洲2（1.西京学院，西安710123；2.空军工程大学空管领航学院，西安710051）UKF-WRNN Soft Fault Diagnosis in Analog Circuits for EquipmentGUO Feng 1，WANG Chun-lan 2，LI Sheng-hou 2，YANG Guo-zhou 2（1.XiJing College ，Xi ’an 710123，China ；2.Air Traffic Control and Navigation College ，Air Force Engineering University ，Xi ’an 710051，China ）Abstract ：To improve the capacity of soft fault diagnosis in analog circuits for military equipment ，a Wavelet RBF Neural Network （WRNN ）soft fault diagnosis method based on modified UKF algorithm is proposed on the basis of the samples generated by multi -resolution transform.Firstly ，an adaptive factor based on variance inflation principle is introduced to improve the capacity of UKF Algorithm.Then ，the modified UKF algorithm is used to optimize the parameters of WNN ，establishing the diagnosis model based on sample set obtained by multi-resolution transform.Finally ，each fault mode is diagnosed by built model.The simulation on Sallen -Key bandpass filter shows that ，the proposed method has a good convergence rate and diagnosis correct rate.This validates its feasibility and effectiveness.Key words ：wavelet ，RBF neural network ，UKF algorithm ，analog circuit ，fault diagnosis Citation format ：GUO F ，WANG C L ，LI S H ，et F-WRNN soft fault diagnosis in analog circuits for equipment ［J ］.Fire Control &Command Control ，2018，43（7）：175-180.0引言随着电子装备性能的日益提高，其复杂程度也越来越高，电子设备的电路板功能越来越强大，但结构却越来越复杂，种类也越来越繁多，尤其是模拟电路的容差等问题引起的软故障，极易引起电路和整个装备系统性能的逐渐恶化，必须对其准确诊断和定位，也是当前的研究热点。

模拟电路软故障诊断的研究

收稿日期:2007-12-22基金项目:国家自然科学基金项目(60773142);国家自然科学基金重点项目(60633060);国家/九七三0计划项目(2005CB321604)模拟电路软故障诊断的研究杨士元,胡梅,王红(清华大学自动化系,北京100084)摘要:分析了模拟电路软故障诊断的重要性及现有的各种软故障诊断方法。

对模拟电路软故障诊断字典法中基于支路屏蔽原理、电路参数随元件参数变化轨迹、节点电压灵敏度序列守恒定理和节点电压增量关系方程的四个研究方向各自的基本原理和优缺点进行了探讨;介绍了基于神经网络,结合模糊理论、小波变换的现代模拟电路软故障诊断的两个方向的研究现状;同时从通用的软故障诊断方法、大规模模拟电路的诊断策略和数模混合集成电路的诊断需求三方面指出了模拟电路软故障诊断的发展趋势和亟待解决的问题。

关键词:模拟电路;软故障诊断;故障字典法;节点电压增量关系方程;模糊神经网络;小波神经网络;网络撕裂法中图分类号:T N 431.1 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2008)01-0001-08Study on Soft Fault Diagnosis of Analog CircuitsYANG Sh-i yuan,HU M ei,WANG Hong(Department of Automation,T singhua U niversity ,Beijing 100084,China)Abstract:T his paper analyzes the importance and all kinds of existing methods of soft fault diagnosis o f analog circuits.T he characters of four approaches of soft fault dictionary methods based on t he principle of branch screening,the locus of tr ansfer function about component parameters,the law of invar iance of the node-v oltage sensitiv ity sequence and the lin -ear relativ ity among node-voltag e incr ements are discussed r espectiv ely;based on the neural network,combined w ith the fuzzy theory and the w av elet transfo rm,the research actuality of the two appr oaches of modern analog soft fault diagnosis are also introduced.Further mo re,we point out t he resear ch dir ection of t he analog soft fault diagnosis according to three differ ent aspects:unified soft fault diagnosis method,t he strateg y of diagnosing lar ge scale analog circuits and t he r equire -ment of diagnosing dig ital and analog mix ed circuits,and finally discuss the issues remain to be r esolved.Key words:analog circuit;soft fault diagnosis;fault dictionary method;node -voltage increments relation function;fuzzy neural networks;w avelet neural networks;network decomposition method1 引言据统计,虽然混合电路中80%是数字电路,但是80%的故障发生在模拟部分[1]。

模拟电路仿真与故障字典生成方法

模拟电路仿真与故障字典生成方法模拟电路仿真与故障字典生成方法随着电子技术的不断发展和应用的广泛推广，模拟电路在各个领域中的作用越来越重要。

为了确保模拟电路的正常运行和快速修复故障，模拟电路仿真与故障字典生成方法逐渐崭露头角。

一、模拟电路仿真模拟电路仿真是指通过计算机程序对电路的行为进行模拟，以分析并验证电路的性能和特性。

模拟电路仿真方法主要有两种：时域仿真和频域仿真。

时域仿真指的是对电路中各个元件的电压和电流进行一连串的时间步进计算，以模拟电路在不同时间点的状态和响应。

时域仿真一般采用的是基于节点分析的方法，通过建立电路的节点方程和元件的特性方程，求解一组关于电流和电压的耦合微分方程。

这种仿真方法适用于分析电路的瞬态响应，例如开关电路、放大电路等。

频域仿真则是通过将电压和电流表示为幅度和相位的频谱分量，来对电路中的信号进行频域分析和响应预测。

频域仿真主要基于电路的频率响应特性，通过进行傅里叶变换和频谱分析，可以得到电路的增益、相位响应等参数。

这种仿真方法适用于分析电路的稳态和频率响应，例如滤波器、振荡器等。

模拟电路仿真的意义在于通过计算机模拟来验证电路的设计是否满足预期的性能指标，降低制造成本和风险，并优化电路的设计。

二、故障字典生成方法故障字典是指记录了电路设计中可能出现的各种故障类型及其对应的现象和解决方法的数据库。

通过使用故障字典，可以快速准确地判断电路故障的类型，并采取相应的修复措施。

生成一个完善的故障字典对于提高故障诊断和维修效率非常重要。

故障字典生成方法主要有两种：经验法和数据法。

经验法是指通过经验和专家知识来生成故障字典。

专家可以根据自己多年的工作经验和对电路设计的了解，总结并记录下各种故障类型及其对应的现象和解决方法。

这种方法的优点在于可以考虑到各种复杂情况和非常规故障，但对专家的经验依赖较大，生成故障字典的时间较长。

数据法是指通过分析电路仿真数据和实验数据来生成故障字典。

这种方法适用于已经具有大量电路运行数据和故障样本的情况。

模拟电路故障分析及诊断方法

模拟电路故障分析及诊断方法发表时间：2014-12-16T11:39:34.780Z 来源：《价值工程》2014年第7月下旬供稿作者：蒋雄[导读] 由于老化磨损以及损耗等原因造成的并且发生在使用后期的故障即为损耗故障，随着时间的推移，损耗故障会迅速上升。

Analog Circuit Fault Analysis and Diagnosis Method蒋雄JIANG Xiong曰邓佳DENG Jia（长沙航空职业技术学院，长沙410124）（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，Changsha 410124，China）摘要院各种电子设备在当今信息化时代已经广泛应用于人类生活的各个方面，电子设备的硬件基础就是电路，在电子设备中，其电路系统主要分为模拟电路和数字电路。

相对于数字电路而言，无论是根据理论分析还是实际应用均表明模拟电路更加容易出现故障问题。

为了最大限度的降低模拟电路故障带来的损失，本文对模拟电路故障的类型、产生原因、故障特点进行了系统的分析，同时探讨了处理模拟电路故障的方法，希望能够不断提高排除模拟电路故障的工作效率。

Abstract: In today's information age, all kinds of electronic equipment has been widely used in people's life. The hardware basis ofelectronic devices is circuit. In the electronic device, the circuit system consists of analog circuit and digital circuit. Both theoretical analysisand practical application show that compared with the digital circuit, analog circuit is more prone to fail operation. In order to reduce theloss brought by analog circuit fault, this paper systematically analyze the types, causes, characteristics of analog circuit fault and discussesthe treatment method of analog circuit fault, in hope of improving the working efficiency of analog circuit fault exclusion.关键词院故障分析；模拟电路；故障诊断；故障处理Key words: fault analysis；analog circuit；fault diagnosis；fault treatment中图分类号院TP206+.3 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）21-0058-020引言模拟电路的复杂度以及密集度随着大规模模拟集成电路的发展不断的增长，从而对模拟电路运行的可靠性要求更多，因此，为了避免故障的发展，必须在模拟电路发生故障前替换掉将要失效的元件，这就需要我们除了实时对模拟电路进行诊断找出失效元件外，还应当对故障进行预测从而确定失效元件。

模拟电路故障诊断的方法研究

［收稿日期］０７０ —６２０ —７０作者系湖北轻工职业技术学院讲师。
按故障定位中测试时间的前后来进行区分，则可分为测前模拟诊断法（ｉｌｉｎＢｆｒｅｔｐｏｃ）和测后模ＳｍｕａｏｅｏｅＴｓＡｐｒａｈｔ
拟诊断法（ｉｌｔｎｆｒｅｔｐｏｃ）ＳｍｕａｉＡｔＴｓＡｐｒａｈ。ｏｅ
唯一性。
１．模拟电路中的输入激励和输出响应都是连续量，网络中各元件的参数通常也是连续的，所以模拟系统小的故障模型比较复杂，以作简单的量化。由于故障参数也是连续的。难
２．模拟电路中的元件参数具有很大离散性，即具有容
差。由于 “ 容差 ”事实上就是轻微的 “ 障”（故只是尚在允许的范围内而已），它们的普遍存在，其影响往往可与一个或几个元件的 “ 大故障 ” 等效。因此导致实际故障的模糊性，而无法唯一定位实际故障的物理位置。从模拟电路故障诊断的实践看，元件参数的容差是实施正确诊断的最大困难。
维普资讯
第２７卷第１期１２００７年ｌ月１
湖北广播电视大学学报
ＪｕｎｌｏｆＨｕＢｅｏｒａｉＴＶｎｖｒｉｙＵｉｅｓｔ
Ｖｏ．７Ｎｏ１１，．１２Ｎｏｅｅ．０７５～１０ｖｍｂｒ２０．１９６
个方面：
元件参数超出预定的容差范围，一般它们不会导致设备完全
失效，例如，由于元件的老化、变质或使用环境的变化等造成了元件参数的变化。严格的说来，硬故障应该可以看成是

基于DAGSVC的模拟电路故障字典法

基于DAGSVC的模拟电路故障字典法姜媛媛;韩振云;崔江【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2011(030)004【摘要】Focusing on the design of problem of fault diagnosis of analog circuit and classifier with support vector machines(SVMs) ,a new method of fault dictionary based on directed acyclic graph SVMs classifier (DAGSVC) is presented, and a specification for estimating the average test complexity of the support vector machine classifier (SVC) is also compared. Two actual analog filter are tested to validate the proposed method,whose performance is proven to be superior to the traditional methods, such as “1-v-r” SVC and “l-v-1” SVC. The proposed method, being proper to perform analog circuit diagnosis and faults isolation,could also achieve almost the same diagnosis rate as the clustering binary tree SVC,whose test structure is not unique.%针对模拟电路的故障诊断和支持向量机分类器的设计问题,讨论了一种基于有向无环图支持向量机分类器(DAGSVC)的故障字典新方法,并比较了几种支持向量机故障分类器的平均测试复杂度指标.通过对2个实际模拟滤波器的实际测试和验证表明:该方法性能要优于"1-v-r"SVC,"1-v-1"SVC等常规的故障分类器,并和聚类二叉树SVC的诊断性能接近,适合模拟电路的故障分类和诊断.【总页数】5页(P12-16)【作者】姜媛媛;韩振云;崔江【作者单位】安徽理工大学,电气与信息工程学院,安徽,淮南,232001;南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016;青岛北港学院,船舶工程系,山东,青岛,266228;南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TP181【相关文献】1.基于折线故障模型的模拟电路统一故障字典法 [J], 胡梅2.用故障字典法完成模拟电路软故障诊断的研究 [J], 刘宇东;赵宏革3.基于斜率故障模型的模拟电路软故障字典法 [J], 汪鹏;杨士元4.基于斜率故障模型的模拟电路软故障字典法 [J], 汪鹏;杨士元5.模拟电路故障诊断的新故障字典法 [J], 谭阳红;何怡刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

模拟电路仿真与故障字典生成方法

!计算机测量与控制!"#"$!$%!%%"!!"#$%&'()'*+%('#',&-!",&(".!#%",!#收稿日期 "#"$#+#+$!修回日期"#"$#&#'%作者简介吉!蒙!%''+"&女&大学本科&助理工程师%引用格式吉!蒙&郭玉伟&王卜瑶&等!模拟电路仿真与故障字典生成方法'((!计算机测量与控制&"#"$&$%!%%")%",%$#!文章编号 %)+%,*'& "#"$ %%#%",#+!-./ %#!%)*") 0!1234!%%5,+)" 67!"#"$!%%!#%'!中图分类号 []$'%!!文献标识码 9模拟电路仿真与故障字典生成方法吉!蒙% 郭玉伟% 王卜瑶% 吕思璐% 王占选"!%`中国人民解放军第,+",工厂&上海!"##,$)$"`北京航天测控技术有限公司&北京!%###,%"摘要针对模拟电路故障诊断需求&对模拟电路仿真和故障字典生成的实现方法进行了研究%首先&设计软件实现总体结构&从软件界面层*运行层*数据访问层*数据层等方面搭建过程中需要的电路知识管理*工程管理*电路仿真设置*仿真运行*故障字典生成和辅助故障诊断等功能框架$进而通过创建被测电路仿真原理图*新建仿真工程*仿真设置*故障注入等详细设计&实现被测电路的功能仿真和故障仿真$然后根据仿真结果&利用故障字典生成器生成所有故障模式下的整数编码故障字典$最终利用辅助诊断功能&验证故障字典是否可用%通过对演示板%"个故障注入后的仿真数据做故障字典生成训练&并完成了对实测数据的故障定位&验证了该方法的可行性&为模拟电路故障诊断提供了实用的测试方法和手段&具有较好的实用价值%关键词模拟电路$故障诊断$故障字典$故障注入$故障仿真/,*."7!0(1%0&20#%.*&0",*,3I *%.&601&0",*(8H','(*&0",)'&G "3(/N D 2G %&<F .E B W D 4%&_9;<^B UJ L %&:lH 4A B %&_9;<@I J 2V B J 2"!%`;L `,+",Y J 16L K U L S]:9&H I J 2GI J 4!"##,$)&C I 42J $"`^D 4042G 9D K L O 7J 1DN D J O B K D Q D 26e C L 26K L A C L K 7`&^D 4042G!%###,%&C I 42J "/9+&(*1&)/2K D O 7L 2O D 6L 6I D2D D P S L K J 2J A L G 14K 1B 46S J B A 6P 4J G 2L O 4O &6I D 4Q 7A D Q D 26J 64L 2Q D 6I L P O L S J 2J A L G 14K 1B 46O 4Q B A J 64L 2J 2P S J B A 6P 4164L 2J K UGD 2D K J 64L 2W D K D O 6B P 4D P !Y 4K O 6&P D O 4G 2D P 6I D L R D K J A A O 6K B 16B K D L S 6I D O L S 6W J K D &J 2PX B 4A P 6I D S B 2164L 2J A S K J Q D W L K 3L S 14K 1B 4632L W A D P G DQ J 2J G D Q D 26&D 2G 42D D K 42G Q J 2J G D Q D 26&14K 1B 46O 4Q B A J 64L 2O D 6642G O &O 4Q B A J 64L 2L 7D K J 64L 2&S J B A 6P 4164L 2J K U G D 2D K J 64L 2J 2PJ B V 4A 4J K U S J B A 6P 4J G 2L O 4O K D T B 4K D P 426I D 7K L 1D O O S K L Q6I D O L S 6W J K D 426D K S J 1D A J U D K &L 7D K J 64L 2A J U D K &-J 6JJ 11D O O A J U D K &P J 6J A J U D K J 2PL 6I D K J O 7D 16O !Y B K 6I D K Q L K D &X U 1K D J 642G J O 4Q B A J 64L 2O 1I D Q J 641P 4J G K J QL S 6I D 6D O 6D P 14K 1B 46&1K D J 642G J2D WO 4Q B A J 64L 27K L 0D 16&O D 6642G B 7O 4Q B A J 64L 2O D 6642G O &420D 1642G S J B A 6O &J 2P L 6I D K P D 6J 4A D P P D O 4G 2O &S B 2164L 2J A O 4Q B A J 64L 2J 2P S J B A 6O 4Q B A J 64L 2L S 6I D 6D O 6D P 14K M 1B 461J 2X D J 1I 4D R D P ![I D 2&X J O D P L 26I D O 4Q B A J 64L 2K D O B A 6O &B O D P J S J B A 6P 4164L 2J K U G D 2D K J 6L K 6L G D 2D K J 6D 426D G D K D 21L P D P S J B A 6P 4164L 2M J K 4D O S L K J A A S J B A 6Q L P D O !^U 1L 2P B 1642G S J B A 6P 4164L 2J K U G D 2D K J 64L 26K J 4242G L 26I D O 4Q B A J 64L 2P J 6J L S %"S J B A 6420D 164L 2O L 26I D P D Q L 2M O 6K J 64L 2X L J K P &J 2P 1L Q 7A D 642G S J B A 6A L 1J A 4Z J 64L 2L 26I DQ D J O B K D P P J 6J &6I D S D J O 4X 4A 46U L S 6I 4OQ D 6I L PW J O R D K 4S 4D P &7K L R 4P D P J 7K J 1641J A 6D O 642G Q D 6I L PJ 2PQ D J 2O S L K J 2J A L G 14K 1B 46S J B A 6P 4J G 2L O 4O &W 46I G L L P 7K J 1641J A R J A B D !:'8;"(3+)J 2J A L G 14K 1B 46$S J B A 6P 4J G 2L O 4O $S J B A 6P 4164L 2J K U $S J B A 6420D 164L 2$S B 2164L 2J A O 4Q B A J 64L 2<!引言电路板被广泛应用于日常生活*工作的各个领域&随着使用时间的日益增长&元器件的可靠性逐渐降低&再加上某些不可预知因素的影响&使得电路板的故障发生在所难免%为了提高电路发生故障的测试诊断效率&对电路板级测试诊断方法的研究显得尤为重要'%$(%在模拟电路故障诊断问题中&当前主要的研究方法分别为测试前仿真和测试后仿真%测试前仿真的方法主要是通过提前仿真&得到各种情况下电路各个测点的故障特征&建立故障字典&接着再将测试时每次得到的信号与故障字典相比较就可以确定对应的电路状态$测试后仿真的方法是通过建立电路方程推导电路参数&然后在仿真中验证',+(%主要对模拟电路仿真与故障字典生成方法进行研究%=!功能组成模拟电路仿真与故障字典生成主要功能由电路知识管理*工程管理*电路仿真设置*电路仿真*故障字典生成和辅助故障诊断等几部分组成&如图%所示%图%!模拟电路仿真与故障字典生成功能组成%"电路知识管理)用于实现仿真相关的原理图*电路网表*说明文档*元器件*仿真设置*功能仿真模型*故障仿真模型*仿真结果以及最终生成的故障字典文件等管理功能'&'($!投稿网址 W W W!0O 01A U3Z !1L Q第%%期吉!蒙&等)""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""模拟电路仿真与故障字典生成方法#%"*!#""工程管理)针对每一个仿真电路建立与之对应的仿真工程&用于该电路的仿真和故障字典生成$$"电路仿真设置)实现故障设置*测试点设置'%#(*测试激励设置*设置保存等功能$,"电路仿真)通过设计仿真软件结构&调用7O 714D 仿真引擎&实现电路的仿真执行*仿真类型分析以及仿真结果的保存等$*"故障字典生成)实现仿真的波形识别*信号特征提取*容差配置*模糊集划分以及故障字典文件生成等功能$)"辅助故障诊断)利用生成的故障字典&实现对实测数据的诊断推理和诊断定位'%%%,(%图$!软件总体结构设计>!系统设计>@=!总体结构设计模拟电路仿真与故障字典生成方法实现思路如图"所示&其理论基础是故障模式识别&首先&根据被测模拟电路的故障诊断需要确定所要诊断的所有故障模式&建立对应的故障模型$然后利用7O 741D 仿真引擎模拟所有故障模式下的电路状态&包括故障仿真和功能仿真&获取仿真后的所有测试节点数据&将其做必要的数据处理获取波形特征&并生成波形特征与故障模式对应的故障字典$进而在实际测试时&利用自动测试系统9[?对被测电路加载与电路仿真一致的测试激励&并测得实测响应数据$最终&根据实测数据与故障字典做对比&利用一定判决准则实现故障定位&包括故障的检测和隔离%模拟电路仿真与故障字典生成软件的总体结构设计如图$所示&分为界面层*运行层*数据访问层和数据层四个部分)%"界面层用于提供各个功能部分的操作界面&分别实现电路知识管理*工程管理*仿真设置*电路仿真*故障字典生成*辅助故障诊断等功能%""运行层用于实现电路仿真*故障字典生成等各部分功能单元的资源调度&包括电路模型管理器*电路仿真器*故障字典生成器以及诊断推理机等%其中&电路模型管理用于完成故障模式信息*测试点信息*仿真类型信息*容差信息*故障字典信息*电路知识信息等资源的管理$电路仿真器包括仿真运行所必须的网表文件处理*`14K 文件处理以及仿真引擎等$故障字典生成包括仿真数据的预处理*波形识别以故障字典的生成等$诊断推理实现测试程序的执行*实测数据与故障字典的对比&故障的诊断定位等%$"数据访问层主要包括文本文件的管理*仿真相关数据库的管理等&用于实现对电路仿真和故障字典生成整个过图"!模拟电路仿真与故障字典生成方法实现思路程中数据层文件的访问和处理&数据层文件包括仿真模型数据库*网表文件*`14K 文件*仿真结果*故障字典文件等各种数据%,"为了实现被测电路板故障诊断定位&设计辅助诊断功能%在故障诊断界面中输入所选择的仿真类型和测试点的测试结果&系统根据生成的故障字典给出故障位置*具体故障模式或可疑故障集&为后续测试提供依据%辅助诊断'%*(软件依据的是保存的测试点列表*仿真类型列表*故障字典数据&输入的是当前测试点测试结果&辅助诊断的核心是故障字典推理机%推理机根据当前节点的测试结果&查找故障字典*并判断当前值落在哪个模糊集对应的模糊域中&从而确定新的可疑故障集&排除其他的故障集%故障推理机的推理结果分别以列表的形式显示排除的故障和可疑故障%>@>!电路知识管理电路知识管理包括了被测电路板的所有知识和数据信息%通过提供的相关输入和管理接口&导入并解析电路板的相关资料&包括电路原理图*电路网表*所含元器件数据*仿真模型等基本信息的管理&还包括故障注入后的仿!投稿网址 W W W!0O 01A U3Z !1L Q!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%")!#真数据管理以及电路仿真后的故障字典知识管理等&最终实现对基于仿真的模拟电路故障诊断系统完成故障定位所需的所有电路知识的集中和统一管理%"`"`%!电路文件管理功能电路文件管理实现对电路原理图*电路网表*说明文档*元器件*维修经验等文档资料的统一管理和存储&其功能包括对文件的添加*配置*删除以及在资源视图窗口的查看等%电路文件的管理方式按照文件类型*具体信息分类管理&文件类型信息存放在文件分类表中&具体文件信息存放在不同的文件夹中%软件可以根据每种文件的类型选择不同的程序打开&文件类型以及对应的程序打开命令存放于专门的文件中%元器件管理作为电路文件管理的重要内容&主要用来管理被测电路板的元器件名称*位号*说明以及所含的故障模式名称等信息%元器件管理功能以表格形式存储&分别是元器件信息表和元器件故障模式表%每个元器件信息表的数据显示为一行&点击不同的单元格会根据字段的不同显示下拉框*按钮或编辑框供选择或编辑&对元器件数据的操作都会保存到数据库中%元器件故障模式表按照元器件类型存放对应的故障模式&每个故障模式占一行&通过选中元器件名称或故障模式名称&右键进行故障模式的添加*修改和删除操作%"`"`"!]O 741D 模型管理]O 741D 模型管理功能是为每个电路提供`14K 仿真文件*仿真模型文件的配置管理%通过调用`14K 仿真文件和仿真模型文件!包括元器件的功能模型和故障模型"&解析`2D 6网表&启动仿真引擎&完成整个电路的仿真%`14K 文件包含仿真模型存储路径*电路网表存储路径*仿真时间*仿真步长*仿真精度等参数配置$仿真模型文件用来存储功能模型和故障模型的名称&元器件的所有故障模型名称均建在功能模型的子目录下&便于仿真时的故障检索*故障注入和故障仿真%每一个功能模型和故障模型均可任意添加和删除&如果对功能模型进行删除操作&则其包含的所有故障模型将被一并删除%"`"`$!仿真数据管理功能仿真数据管理功能主要用于加载和管理故障仿真平台产生的仿真数据&将其保存在指定的软件工程文件夹中&并写入仿真数据表中&实现对仿真数据文件的分类*索引*加载*删除*存储状态显示等功能'%)%+(%执行新的仿真后&一般会覆盖以前的仿真数据&仿真数据不支持编辑操作&所有的仿真结果数据也会显示在资源视图中&便于用户进行查看%"`"`,!故障字典数据管理功能故障字典数据保存在数据库中&供系统软件分析使用&也可导出为标准的故障字典输出文件&供用户查看或第三方软件使用%故障字典数据管理功能即是对故障字典输出文件的管理%故障字典生成后&会显示在资源视图的文件列表中&双击可打开并查看文件内容%故障字典数据管理实现故障字典生成平台产生的按照一定格式存储的故障字典数据文件的统一管理%故障字典共输出""个文件)其中头文件%个&用来记录故障字典输出的所有文件信息&还有具体的"%个故障字典文件&包括+个F F [文件*,个激励与响应文*%#个故障知识文件&如图,所示为故障字典数据管理示意图%软件基于树型控件建立故障字典数据文件节点目录&并以头文件*F F [文件组*激励响应文件组和故障知识文件组分别作为根节点&将对应节点的分类文件加载存储到工程文件相应的文件夹位置下&实现对不同组文件的分类*加载*删除*查看等功能%图,!故障字典数据管理示意图>@?!工程管理根据选择的故障模式*测试点等的不同&同一个电路可以建立多个仿真工程&便于查看不同故障模式的仿真数据%工程新建完成后&才可以进行电仿真的各项设置&进而开展仿真和数据分析等工作%工程管理的功能包括新建*保存*打开和关闭%"`$`%!新建工程工程数据和电路数据具有相对独立性)电路数据主要针对被测电路板开展的功能仿真&包含了电路板功能仿真相关的所有信息&比如功能仿真`L 70文件夹*符号模型*`A 4X 仿真模型*仿真参数信息等$工程数据是以电路数据为基础&在此基础上可进行不同故障模式的注入&便于生成故障字典指导故障诊断%工程数据保存在]K L 0D 16工作区中&新建工程要向]K L M 0D 16工作区中写入新建工程的名称并导入仿真相关的电路数据%其中&电路数据独立存储在C 4K 1B 46工作区中&每个仿真工程也占用一个独立的文件夹%"`$`"!工程保存保存当前仿真工程相关的所有数据&包括故障模式设!投稿网址 W W W!0O 01A U3Z !1L Q第%%期吉!蒙&等)""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""模拟电路仿真与故障字典生成方法#%"+!#置*测试点设置*容差设置*以及生成的故障字典&均以数据库的形式保存%"`$`$!打开工程通过下拉对话框的方式打开已有工程&打开工程后&可以在该工程的基础上进行仿真设置*故障注入*仿真*故障字典生成和辅助诊断等操作%"`$`,!关闭工程关闭工程是关闭已打开工程有关的所有数据但不删除后台数据&并清空界面显示%在打开新工程或关闭软件之前&也会出现对已打开的工程执行关闭操作%>@A !仿真设置对电路进行仿真&需要进行一些设置&这些设置包括故障设置*测试点设置*激励设置*设置保存等%故障模式设置和测试点设置的目的是通过人为的选择&筛选出比较关注的故障和测试点数据&从而减小仿真和计算的工作量%"`,`%!故障设置故障设置&即故障注入&选择想用的故障模型代替原有电路的功能模型&重新进行仿真%默认情况下选择电路中已有的所有故障%故障设置主要在资源视图的故障模型列表中进行选择&每个位号对应的元器件下会罗列该元器件已有的所有故障模型&经过界面用户设置后&最终保存到仿真故障模式表中%工程保存后&这些故障设置会一并保存在数据库中%"`,`"!测试点设置默认情况下&生成故障字典时会将电路网表中的网络节点全部当作潜在测试点&为了优化仿真数据的查看*剔除对故障诊断影响较小的测试点&同时减少故障字典计算工作量&可人为在列表中进行测试点选择&未被选择的测试点在生成故障字典以及仿真数据查看时将被忽略%"`,`$!激励设置与仿真设置保存激励设置用于根据电路工作原理&在所有信号输入端加载适当的信号波形&以完成仿真*获取仿真结果&供后续故障字典生成和故障诊断%所加载的信号波形优先选择具有周期性*信号特征容易识别典型波形作为激励&比如正弦波*方波*三角波等&非典型波形生成的故障字典不易自动判读%仿真设置完成后可保存当前仿真工程相关的所有设置数据&包括故障设置*测试点设置*激励设置等&均以数据库的形式保存%仿真工程关闭再次打开时&所有仿真设置自动加载%>@B !电路仿真功能模拟电路仿真流程如图*所示&首先根据被测电路板电路图在仿真引擎下编辑可仿真的原理图$根据实际故障诊断的需要进行仿真参数的设置&包括仿真类型*故障设置*仿真时间设置等$然后对原理图进行编译&自动检查仿真原理图*仿真模型*仿真设置等有无错误$进而进行功能仿真&获取电路正常状态下的数据$最后进行故障注入和故障仿真&获取所有故障模式下的仿真数据&供下一步处理%图*!电路仿真流程"`*`%!仿真软件结构设计电路仿真结构如图)所示%电路仿真过程通过,仿真-按钮启动&仿真引擎是电路仿真软件的核心程序%由于仿真时间可能会比较长&仿真引擎由线程执行&仿真进度由仿真引擎以消息的方式通知界面显示%根据故障模式信息列表和激励信息列表进行仿真&仿真进度可以查看&仿真数据可以在资源视图根据仿真类型和测试点进行查看%图)!电路仿真结构图"`*`"!仿真分析类型对电路进行仿真时&需要指定仿真分析类型&以便将仿真数据存储为特定的格式&默认瞬态仿真%"`*`$!仿真引擎设计仿真引擎是电路仿真软件的核心程序&软件通过调用7O 741D 仿真引擎&输入电路网表*仿真配置*功能和故障模型*测试激励等信息实现电路的功能仿真和故障仿真%仿真引擎运行时&首先遍历仿真类型列表&然后对每个仿真类型遍历仿真所有注入的故障模式%仿真引擎在调用]O 741D 仿真前&首先要生成用于仿真的`2D 6网表文件和`14K 仿真文件%其中&针对每个故障模式&要在原始网表的基础上将正常元器件名称替换为故障仿真元件名称&实现故障注入&并保存在故障注入网表文件中&根!投稿网址 W W W!0O 01A U3Z !1L Q!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%"&!#据所选仿真类型要向`14K 文件中写入仿真类型设置%"`*`,!仿真数据保存仿真数据量的大小由界面资源视图选择的仿真类型*故障模式多少*仿真时间和仿真步长的设置决定%界面选择的仿真类型和故障模式信息会保存仿真类型信息列表和故障模式信息列表中&仿真引擎依次对各种仿真类型下的故障模式依次进行仿真&每个仿真保存为一个单独的仿真结果文件%>@X !故障字典生成故障字典生成软件结构如图+所示&其核心是故障字典生成器%故障字典生成器的输入配置数据包括保存在电路模型信息管理器中的仿真类型列表*故障模式信息列表*测试点信息列表和信号容差$生成故障字典的仿真数据通过仿真结果文件解析器从仿真结果文件获得%图+!故障字典生成软件故障字典生成器首先针对每个仿真类型生成一个行为故障*列为测试点*值为电压的故障字典&然后对每个一个测试点进行模糊集划分&进而得到该仿真类型的整数编码故障字典%用户在资源视图的仿真类型视图中选择不同的仿真类型后&可以在故障字典列表中查看故障字典%"`)`%!波形识别用于分析测试节点的仿真数据是否为典型周期波形&步骤如下%第一步)对信号进行预处理&去除毛刺$第二步)去除信号中的直流分量&为周期信号的频率分析奠定基础$第三步)对信号进行自相关分析%由于直流信号的自相关性小&当小于一定的阈值时判定信号为直流&否则当作周期信号&进入下一步分析$另外&当信号的峰峰值小于某一阈值时&由于信号比较微弱&也可以判定为直流信号$第四步)对信号进行直方图统计&当直方图只有两个点的时候可能为方波或阶跃&需要通过频率分析进一步判断$第五步)排除阶跃和方波后&可以通过高低值的线性误差进一步分析&判断时正弦波还是三角波%"`)`"!信号特征提取在分析电路的瞬态故障字典时&需要对测试点测得的信号进行特征提取&然后才能针对信号特征建立故障字典%系统支持的波形包括直流*正弦*方波*阶跃*三角波%信号的特征参数包括幅值*频率*直流偏置*高值*低值和占空比%幅值)计算信号均值作幅值$直流偏置)对周期信号计算其直流分量即可得直流偏置$频率)将两个相邻过零点的时间差作为周期信号的周期&取倒数作为周期信号的频率$占空比)对于方波信号&对信号进行直方图统计&然后计算最大值所占比例即可得方波信号的占空比$低值)取滤波后信号的最小值$高值)取滤波后信号的最大值%"`)`$!容差配置设计虽然在很多情况下&用于模糊集划分的容差值比较固定%但是&也可能由于仿真类型和电路结构的影响&信号在不同节点的特征差异较大%因此&系统在保持默认值的基础上&提供了针对每个仿真类型在不同节点进行手动容差配置的功能%容差可能会因仿真类型和节点而不同&因此&在软件使用时需要对每个仿真类型下的每个节点进行容差配置&并将配置结果保存在信号容差配置文件中&用于下一步模糊集的划分%容差的设置分为两种)绝对值和相对值%即用户可以指定节点容差的绝对值&也可设电路信号特征的相对值&默认值保存在容差默认值配置文件中%其中&直流容差默认为p #`+8&瞬态容差相对值默认为%#a %"`)`,!模糊集划分生成故障字典时&要对每个测试点进行模糊集进行划分%直流模糊集划分首先对各个故障模式在该节点的电压进行从小到大排序%然后&将节点电压之间的信号容差小于一定阈值的故障划分为一个模糊集&直到完成所有节点电压的比较&将所有故障划分到对应的模糊集中%由于瞬态信号具有多个特征&瞬态模糊集的划分比直流模糊集的划分要稍微复杂一些&但其故障隔离能力往往也比直流故障字典强%在进行瞬态模糊集划分时&首先针对单个信号特征进行模糊集划分&这一步与直流模糊集划分的方法是一致的%在划分完单个信号特征的模糊集后&再逐一对其他剩余信号特征进行模糊集划分&最终对各个信号特征形成的模糊集进行合成%>@]!辅助诊断为了实现被测电路板故障诊断定位&设计辅助诊断功能%在故障诊断界面中输入所选择的仿真类型和测试点的测试结果&系统根据生成的故障字典给出故障位置*具体故障模式或可疑故障集'%&(&为后续测试提供依据%辅助诊断软件依据的是保存在电路模型信息中的测试点列表*仿真类型列表*故障字典数据&输入的是当前测试点测试结果&辅助诊断的核心是故障字典推理机%推理机根据当前节点的测试结果&查找故障字典*并判断当前值落在哪个模糊集对应的模糊域中&从而确定新的可疑故障集&排除其他的故障集'%'(%!投稿网址 W W W!0O 01A U3Z !1L Q。

模拟电路软故障的智能优化诊断方法分析

Electronic technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 141【关键词】模拟电路故障智能优化诊断方法措施至第三次工业革命以来，电子信息产业逐渐兴起，电子产业逐渐成为现代社会的新兴产业，并且在各国的经济发展中占据了极其重要的地位，已经成为了现代社会中衡量本国经济和综合实力的一个重要因素。

随着电子产业和电子技术的发展，模拟电路在人类的生活与工作中已经广泛的应用，涉及的领域包括：常用电器、信息通讯、仪表测量、航天、军事等等，其在人类活动中已经占据了不可忽视的作用，给人类的生活与工作提供了很大程度上的便利。

当模拟电路发生软故障时，能够快速、有效的诊断出故障原因，并且根据原因分析制定出有效的解决方法，是现代电子产品电路出现故障必须要达到的要求。

其在电子技术和产业的发展中起着不可忽视的作用，是电子产品能够顺利上市以及生产周期缩短的重要保障之一。

1 模拟电路故障分类分析1.1 模拟电路故障分类模拟电路软故障的智能优化诊断方法分析文/方惠蓉（1）按照元件参数值偏离其标称值的程度，可以把模拟的电路故障划分为软故障和硬故障两类。

电路的硬故障是一种灾难性的故障，它是指电路结构的损坏，通常是电路硬件系统的损害。

电路硬故障的出现可以使整个模拟电路被破坏，造成整个电路系统的瘫痪。

当硬故障在模拟电路中发生时，其破坏性必然是很大的，其会造成整个电路系统和工作无法正常的进行，并且可修复性小、修复周期长是它的另外一个特点。

电路软故障是一种操作上的故障，它是对电路系统硬件没有损害，但是因为一些不常见现象而出现的故障问题。

电路软故障一般不会对整个电路系统产生很严重的影响，它只会引起电路系统的异常，使其工作异常，而不会造成破坏性的影响，电路工作系统还是可以进行运转，并且软故障的修复机会大、修复时间短，通常解决软故障的时间是很短的，电路系统很快就能修复。

模拟电路故障诊断方法探讨

模拟电路故障诊断方法探讨发表时间：2016-02-03T08:56:54.367Z 来源：《电力设备》2015年7期供稿作者：陈石[导读] 南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京当前，故障字典法已经比较成熟。

其中，在数字电路中的应用很成功，这是因为数字电路有0和1两个状态。

陈石(南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京 210042)摘要:文章主要对模拟电路故障诊断中的直流字典法的进一步研究。

分析了字典法存在的问题，提出了改进方法。

应用表明：上述的改进，减少了测试节点数，提高了诊断的正确性和实时性。

关键词:模拟电路；故障字典法；研究1故障字典法当前，故障字典法已经比较成熟。

其中，在数字电路中的应用很成功，这是因为数字电路有0和1两个状态。

但是，在模拟电路中，故障字典法比较适用于电路的硬故障情况。

因为模拟电路的硬故障主要是指短路和开路两个状态。

可以等同于数字电路的0和1。

故障字典法的理论基础是模式识别，其工作流程如图1所示。

图1故障字典法的工作流程2直流故障字典法2.1直流故障字典法一般是指在测试之前，先进行仿真电路，当出现故障状态再进行提取与之相对应的电路特征，例如电路的频率特性曲线，各个节点的直流电压等。

将故障状态和电路特征一一对应起来，列成一个表，就是所谓的字典。

因此，在做故障诊断时，首先获取电路的特征，然后对照字典一一查看，查找出是什么故障。

2.2直流故障字典法的实施步骤直流故障字典法分为测前分析和测后分析两个步骤，主要包括以下内容：2.2.1选择故障集故障集的种类有很多，在电路中选择故障集，应该根据被测电路的特点及过去的经验来选择。

在实际的电子电路中，由于元件数和元件软故障的状态数较多，因此多故障的组合数就较大，所以我们把它们都列入到故障集中，这样大大增加了计算机存储字典的内存容量。

在实际的电路中如果选择故障集，比较切实的方案就是选择若干单故障和多故障作为故障集。

2.2.2选择激励信号通常采用的是与电路板正常工作时施加激励相似的信号作为激励信号。

一种模拟电路功能模块故障诊断的方法

一种模拟电路功能模块故障诊断的方法作者：孙兴来源：《丝路艺术》2018年第03期摘要：一般来讲，模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法，测试前模拟法和测试后模拟法三大类。

小波变换等来对电路故障信息进行特征提取，对模拟电路瞬态信号的提取、消除电路噪声和模拟电路特有的元件参数容差具有良好的效果。

关键词：模拟电路；故障诊断；小波分析法模拟电路发生了故障，就不能达到设计时所规定的功能和指标，这种电路称为故障电路。

故障诊断就是要对电路进行一定的测试，从测试结果分析出故障。

模拟电路故障诊断是电路分析理论中的一个前沿领域。

它既不同于电路分析，也不属于电路综合的范畴。

模拟电路故障诊断所研究的内容是当电路的拓扑结构已知，并在一定的电路激励下知道一部分电路的响应，求电路的参数，他是近代电路理论中新兴的第三个分支。

一、模拟电路故障电路诞失所既定的功能称为故障，在模拟电路中的故障类型及原因如下：从故障性质来分有早期故障、偶然故障和损耗故障。

早期故障是由设计、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期发生的故障，早期故障率较高并随时间而迅速下降。

偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期内发生的故障，偶然故障率较低且为常数。

损耗故障是由老化、磨损、损耗、疲劳等原因造成的、在使用后期发生的故障，损耗故障率较大且随时间迅速上升。

从故障发生的过程来分有软故障、硬故障和间歇故障。

软故障又称渐变故障，它是由元件参量随时间和环境条件的影响缓慢变化而超出容差造成的、通过事前测试或监控可以预测的故障。

硬故障又称突变故障。

它是由于元件的参量突然出现很大偏差（如开路、短路）造成的、通过事前测试或监控不能预测到的故障。

从同时故障数及故障间的相互关系来分有单故障、多故障、独立故障和从属故障。

单故障指在某一时刻故障仅涉及一个参量或一个元件，常見于运行中的设备。

多故障指与几个参量或元件有关的故障，常见于刚出厂的设备。

二、模拟电路故障测试的传统方法一般来讲，模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法，测试前模拟法和测试后模拟法三大类。

基于故障字典的数字电路故障定位过程研究

基于故障字典的数字电路故障定位过程研究
张世德;苏玮;薛立军;刘莹
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(000)03S
【摘要】分析了LASAR仿真生成的故障字典、管脚网络表和节点真值表等文件的内容,找出了其中进行电路故障定位所需的信息,总结出在此基础上对电路进行测试、实现故障定位的过程,设计了数字电路故障诊断系统,可将故障点定位至元件管脚。

【总页数】3页(P213-215)
【作者】张世德;苏玮;薛立军;刘莹
【作者单位】北京联合大学,北京100020
【正文语种】中文
【中图分类】TP306.3
【相关文献】
1.雷达数字电路板故障诊断测试向量和故障字典模块设计技巧 [J], 林茂六;李铁军;任广辉;吴芝路
2.基于故障字典的数字电路故障定位过程研究 [J], 张世德;苏玮;薛立军;刘莹
3.故障字典法在随动系统中的电路故障定位研究 [J], 薛德庆;姚世锋;刘锐;蔡继军
4.故障字典法在随动系统中的电路故障定位研究 [J], 薛德庆;姚世锋;刘锐;蔡继军
5.基于故障字典与自适应BP网络的航空产品故障定位方法 [J], 张劼
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故障字典法

故障字典法故障字典法（FMEA）是一种针对汽车、电子、航空等制造业的质量管理方法，旨在通过提前预测可能出现故障的原因和影响，来采取一系列预防措施。

本文将以五个步骤的方式详细阐述这种方法。

第一步，明确分析对象。

这里指的是需要分析的产品或者过程，对应到制造业，就是指从设计、原材料采购、生产流程到最终产品出厂等的每一个环节。

只有确定了具体的分析对象，才能更具体地对可能的故障原因和后果进行预测。

第二步，识别潜在故障模式。

这一步需要把每个环节与可能发生的故障场景相结合，通过多种途径收集各种可能的潜在故障模式（这些故障模式可以是由历史数据和经验进行总结、产品设计规范、供应商等方面得到的）。

此外，还要制定一个评估表，资料要统计到位。

第三步，分析潜在故障的原因和后果。

在这一步中，要对每个潜在故障的原因进行分析，并列出其对产品或过程的影响。

需要尽量全面地考虑每个潜在故障所带来的影响，防止出现重复或遗漏。

原因和影响需要完整的描述，以便之后制定各种对策。

第四步，采取对策。

应对之前分析整理的故障模式，可以制定多种的对策。

其中包括以潜在故障模式分析时所确定的主要形式和类型，等情况制定规划和措施，其策略的选择应一方面考虑其成本和可行性，另一方面要考虑其实际效用和防后效应，并按照优先级进行采取。

第五步，追踪整个过程。

通过追踪分析结果的情况，统计实际发生的故障情况，分析对策的有效性。

同时，关注并确保整个过程始终处于一个动态的状态下，使改进之后的整个质量体系具有可持续性。

通过以上五个步骤的分析，运用故障字典法可对可能发生故障的环节进行全面预测，并寻找到相应的改善措施，以提高整个过程的质量和效率。

该方法不仅仅适用于制造业，而在日常生活当中，大家也可以运用这种方法去寻找潜在的问题，并制定合理的对策，以提高工作效率，降低错误率。

现代模拟电路智能故障诊断方法研究与发展

ｒபைடு நூலகம்ｓａｃｉｅｔｎｒｉｕｓｄａｓ．ｅｅｒｈｄｒｃｉｓａｅｄｓｓｅｔａｔｏｃｌ
Ｋｅｒｓｎａｏｉｕｔａｌｄａｎｓｓｒｆｉｌｉｔｌｇｎｅｙｗｏｄ：ａｌｇｃｒｉ；ｆｕｔｉｇｏｉ；ａｔｃａｎｅｌｅｃ；ｍａｈｎｅｒｉｇ；ｋｒｅｔｏｓｃｉｉｉｃｉｅｌａｎｎｅｌｍｅｈｄｎ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（１７１７。６０４２）
作者简介：珂（９３）男，东滕州人，士研究生。研究方向：拟电路故障诊断，错控制与可靠性设计，器学习。郭１８一，山博模容机
电子设备中的电路系统分为模拟电路和数字电路两个部分，观世界信号的本质决定了模拟电路在电子设备中的客不可替代性，此即使在数字电路充分发展的今天，拟电因模路仍然广泛应用于科研、产、活的各领域。理论分析和长生生期的实际使用经验均表明。拟电路比数字电路更容易出现模
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《电子设计工程｝０２年第２期２１
的短路、路等）从而导致系统严重失效，至完全瘫痪。硬开，甚故障是一种结构性的破坏，破坏了电路的拓扑结构，电它使路功能失效。硬故障从本质上可以看作是软故障的某种特例，元件参数变化的两种极端情况：大值（路）极小即极开和值（路）短。图ｌ模拟电路故障所导致的系统性能参数的变为非线性问题，使得诊断的复杂性和信息处理量急剧增加。这４模拟电路中可测电压节点有限，致供诊断用的故障）导信息量不充分，成故障定位的不唯一性和模糊性，者根造或