基于幅相特征的模擬電路故障診斷與可測(cè)性研究.pdf

1、模擬電路故障診斷是一項(xiàng)十分復(fù)雜、困難，但又非常重要的工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在數(shù)模混合電路中，80％的故障會(huì)發(fā)生在模擬電路部分，而對(duì)應(yīng)的電路測(cè)試時(shí)間開銷可占至總測(cè)試時(shí)間的80%。目前，受到電路參數(shù)連續(xù)性等的影響，模擬電路的故障診斷研究進(jìn)展并不順利。
　　本論文首先基于電路電壓響應(yīng)中的幅度和相角信息，提出了一種新的故障電壓模型用于模擬電路故障診斷，同時(shí)對(duì)其中涉及的容差處理和可測(cè)性分析問題也進(jìn)行了深入討論。作者所做的工作包含以下幾個(gè)方面：

2、>　　1、內(nèi)容一：在線性模擬電路相量分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的故障電壓建模方法。其中，硬故障電壓響應(yīng)可在未實(shí)際發(fā)生之前，通過添加輔助激勵(lì)或輔助支路，并進(jìn)行電路電壓測(cè)量的方法來估計(jì)，而利用這些硬故障電壓，可建立起連續(xù)的模擬電路軟故障電壓響應(yīng)表達(dá)。該故障建模的方法具有推導(dǎo)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便的優(yōu)點(diǎn)。
　　2、內(nèi)容二:進(jìn)一步地，通過考察最常見的單故障以及雙故障模型，提出了兩種新的故障診斷算法，并最終給出了建立線性模擬電路中 K故障模型（K=

3、3，如三故障）的一般性思路。最后的實(shí)例驗(yàn)證表明，本文提出的故障模型和診斷算法，在容差環(huán)境下應(yīng)用時(shí)，故障元件定位準(zhǔn)確，故障參數(shù)定值偏差小。
　　3、內(nèi)容三：在內(nèi)容一和內(nèi)容二的基礎(chǔ)上，本文還在非線性模擬電路中，提出了非線性電阻和非線性受控源的故障電壓建模思路。與線性模擬電路的故障建模類似，這里討論的兩種非線性電路元器件的故障電壓建模，也具有建模簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)。通過本文提出的非線性元器件故障電壓建模和最小距離法，解決了在直流測(cè)試條件下的

4、故障診斷問題。實(shí)例驗(yàn)證證明，故障診斷簡(jiǎn)單準(zhǔn)確。
　　4、內(nèi)容四：在內(nèi)容一和內(nèi)容二故障電壓建模的基礎(chǔ)上，本文得到了對(duì)應(yīng)的故障電流建模結(jié)果，并由此提出了一種新的電路可測(cè)性矩陣。實(shí)例驗(yàn)證表明，利用該電路可測(cè)性矩陣進(jìn)行典型電路的可測(cè)性分析研究，得到了與傳統(tǒng)方法完全一致的結(jié)論，分析也非常方便。
　　5、內(nèi)容五：本文提出了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化建模表達(dá)故障診斷(檢測(cè)與隔離)信息的新思路，并根據(jù)其“網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”設(shè)計(jì)新的測(cè)點(diǎn)優(yōu)選算法。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)和具體的電路

5、實(shí)例都表明，與基于故障編碼字典的熵算法和基于熵+排除法的測(cè)點(diǎn)選擇算法相比，新提出的測(cè)點(diǎn)優(yōu)選算法能得到了更優(yōu)的測(cè)點(diǎn)選擇結(jié)果。最后，本文還基于內(nèi)容一中的電路故障模型，提出了新的測(cè)試頻率選擇方法。這里，測(cè)試頻率選擇則意味著，以減少共同模糊故障對(duì)數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行輸入測(cè)試頻率組合優(yōu)化。這需要優(yōu)化對(duì)應(yīng)矩陣的數(shù)值列秩或最小非零奇異值。
　　6、內(nèi)容六：基于斜率故障模型和內(nèi)容一提出的電壓故障模型，本文提出一種對(duì)幅度相位特征，都同時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)有效估