基于模型诊断电路故障诊断系统的设计与实现

文献标识码：A
Design and implementation of circuit fault diagnosis system based on model
CAI Lisha1，2，ZENG Weipeng1，2，HAN Baoru3
（1. Sun Yat⁃sen University，Guangzhou 510275，China；2. Hainan College of Software Technology，Qionghai 571400，China；
on IsDS algorithm and CSSE ⁃ tree algorithm with termination node is called to solve the diagnosis results. The experimental re⁃
sults show that the system can quickly indicate the fault component，and has high diagnostic efficiency and good application
断故障并确定故障元件 [1]。该方法诊断效率高，设备独
立性强，重复利用率高，维护更新简单便捷。智能消防
小车的实现减少了火灾现场不必要的人员伤亡，人们利
用传感器感知火灾现场并利用路径规划算法自动寻找
基于模型诊断相关算法的研究
可满足性算法
可满足性算法的基本思想为：将任何一个逻辑命题
转化为一个子句集，通过各种可满足性方法判定该子句
小车的系统能否正常运行直接影响其工作效果，基于模
式是真的；如果不可满足，说明该部件是个故障元件。
型的智能消防小车故障诊断系统能够自动诊断电路的
收稿日期：2015⁃08⁃25
基金项目：2014 海南省高等学校科学研究项目
（HNKY2014⁃98）；2015 海南省自然
科学基金项目（20156249）
题 [3]。如果可满足，MiniSAT 求解器得到结果判定命题公
（1.中山大学，广东 广州
摘
510275；2.海南软件职业技术学院，海南 琼海
571400；3.海南大学，海南 海口
570102）
要：为了使电路故障诊断系统更加智能化、高效化，将基于模型诊断的故障诊断技术应用在智能消防小车电路
中。根据小车的系统行为信息对小车进行建模，利用串口模块将描述文件在线输入到计算机中，再根据 IsDS 算法以及带有
based on model is applied to the circuit of intelligent fire truck. The fire truck was modeled according to the system behavior in⁃
formation. The serial module is used to import the description file into the computer online，and then the MiniSAT solver based
1.2
判定算法 IsDS 的研究
以 与 门 部 件 为 例 ，使 用 IsDS 算 法 判 定 与 门 部 件 是
否出现故障。判定部件为故障元件的 IsDS 算法为：
Function IsDS（SubCOMP[ ]）
输入：待判定的系统组件子集 SubCOMP。
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集 是 否 可 满 足 从 而 决 定 该 命 题 是 否 成 立 [2] 。 为 了 判 定
一个部件是否为故障元件，其实就是判定该组件的正常
行为描述与相关的系统描述及观测描述是否逻辑一致，
只需将该部件相关的系统描述与观测描述代入 MiniSAT
最优路径迅速找到事发地点进行灭火行动。智能消防
求 解 器 ，将 判 断 部 件 是 否 存 在 故 障 转 换 为 SAT 求 解 问
终止节点的 CSSE⁃tree 算法调用 MiniSAT 求解器求解诊断结果。实验表明，该系统能够迅速指示故障元件，诊断效率较高，具
有较好的应用前景。
关键词：基于模型诊断；MiniSAT 求解器；电路故障诊断系统；串口模块
中图分类号：TN710⁃34；TP301.5
文章编号：1004⁃373X（2016）08⁃0108⁃03
第8期
蔡莉莎，等：基于模型诊断电路故障诊断系统的设计与实现
109
输 出 ：BOOL 值 ，若 为 冲 突 集 则 返 回“ 真 ”，否 则 返
3. Hainan University，Haikou 570102，China）
Abstract：In order to make the circuit fault diagnosis system more intelligent and efficient，the fault diagnosis technology
prospect.
Keywords：model⁃based diagnosis；MinSAT solver；circuit fault diagnosis system；serial module
常见的电路故障诊断方法是技术人员利用仪表结
故障源，并显示故障元件方便人们及时更换元件保证小
合自身所学的知识及积累的诊断经验对电路进行一路
车的正常运行。
一 路 的 测 试 ，最 终 确 定 故 障 元 件 。 该 方 法 诊 断 效 率 低
1
下，而且要求对电路的工作原理有一定的了解。基于模
型诊断技术利用电路元件之间的连接关系建立系统模
1.1
型，如果观测到的行为与假设系统正常工作时所预期的
行为不一致时说明系统存在故障，利用诊断推理算法诊
2016 年 4 月 15 日
第 39 卷第 8 期
108
doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.08.028
Apr. 2016
Vol. 39 No. 8
现代电子技术
Modern Electronics Technique
Байду номын сангаас
基于模型诊断电路故障诊断系统的设计与实现
蔡莉莎 1，2，曾维鹏 1，2，韩宝如 3