电子电路故障诊断的新方法.pdfVIP

第9 卷 第5 期 电路与系统学报 Vol.9 No.5 2004 年 10 月 JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS October ， 2004 文章编号：1007-0249 (2004) 05-0072-04 * 电子电路故障诊断的新方法 谭阳红， 何怡刚 （湖南大学，湖南长沙 410082 ） 摘要：本文提出了一种诊断大规模电子电路的子网络级故障诊断屏蔽方法，首先将电路撕裂成一定数目的子电路， 在一定的激励条件下，依次对各子电路进行屏蔽，得到各子电路的逻辑诊断值或逻辑矩阵，最后用逻辑运算进行故障 定位。 关键词：撕裂；大规模电路；集团；屏蔽 中图分类号：TN431 文献标识码：A 1 引言 [1] 模拟电路故障诊断发展至今已提出了很多方法 ，但仍未在工程应用中取得突破性的进展。其主 要的原因是非线性因素和元件参数容差的广泛存在。在众多方法中，故障字典法因适用于非线性电路 以及诊断条件没有严格的限制、而且简单有效、实用性强，因而在工程上被广泛应用。但是，它不能 用于软故障诊断，且由于多故障的组合数太大，在实际中只能用于解决单个硬故障诊断，因而其应用 受到限制。网络撕裂法[2],[3] 因为适用于非线性大规模电路的诊断，近年来受到人们的普遍关注。但是 这些方法多数基于KCL 方程校验，计算量大，诊断速度慢，应用受到很大的限制。 基于替代原理，本文提出了一种新的屏蔽方法，采用电压激励测电压，结合灵敏度分析，利用电 压比较方法来确定存在故障的子电路。这种方法经过简单的测试即能将故障定位到子电路，具有诊断 速度快、易实施等特点。 2 单支路屏蔽原理 设网络N 有b 个元件、n+1 个节点（其中第n+1 个为参考节点）、元件k 接在节点 i 、j 之间，元 件参数用导纳表示为 y k 。当网络的所有元件均工作于其标称值时，设 N 的节点电压矩阵为 v [ v10 ,v20 …,vi0 …,vj 0 …vn0 ] ；当y k 出现故障时，设其导纳变为y k +∆y k ，此时vi0 、vj 0 将偏离正常值， 而且节点电压的偏移还会向周围节点传递，即影响与它邻接的其它节点的节点电压。设此时电路仅有 一个故障（y k ）发生，如果在节点i 、j 处分别外加电压源：us 1 vi 0 ，us 2 vj 0 ，根据替代定理可知，此 时电路的工作状态应位于其可行域（见定义3 ）范围内，即对外电路而言，k 元件的故障被屏蔽。 3 大规模电路屏蔽原理 [4] 定义 1：测试用节点（TN ） ：某网络（子网络）内部的可及节点中，那些相对于该网络内所有 元件参数的灵敏度不为0 的节点，即为测试用节点。 大规模电路按照某些原则可撕裂为若干个子电路，本方法的撕裂原则为： 1）撕裂节点必须是TN 节点； 2 ）撕裂后的各个子网络之间不存在拓扑关系及参数之间的耦合，即保持子电路之间结构上的相对 独立； 3 ）撕裂时，尽量使子网络的规模为最小； * 收稿日期：2003-05-23 修订日期：2003-09-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（20020532016 ）；湖南省科技计划项目 （04FJ2003 ，03GKY3115 ，03GKY3036 ）；湖南大学撷英计划资助 第5 期 谭阳红等：电子电路故障诊断的新方法 73 [5]