模擬電路統一軟故障診斷的研究

王新宇+姜浩宇+衡一嘉

摘 要：目前對于模擬電路故障的診斷業內存在很多方式方法，模擬電路統一軟故障診斷是一項二十世紀末興起的新興研究，雖然其問世不久但是具有其他傳統方法所無法代替的優勢。本文對模擬電路統一軟故障診斷方法的提出，然后列舉了模擬電路統一軟故障診斷方法的改進，最后對模擬電路統一軟故障診斷的發展趨勢進了展望。同時指出隨著智能科技的不斷發展，模擬電路統一軟故障診斷方法在將來科技智能化普及中，還具有廣闊的發展前景。

關鍵詞：模擬電路；軟故障診斷；節點電壓靈敏度；故障字典

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.195

1 引 言

在現階段的電子儀器電路中，分為數字電路與模擬電路兩種，其中數字電路隨著智能化科技的發展而在整個電路中所占的比例越來越大，但是模擬電路具有的可靠性決定了數字電路所無法代替的優勢，所以目前的電路都是采用數字電路與模擬電路兩個混合聯結，互相取長補短、合理分布的完善整個電路系統。但是在這種混合電路中，模擬電路出現故障的幾率要比數字電路大的多，嚴重影響到整個電路系統的穩定性，所以對于模擬電路部分的故障診斷研究是相當重要且具有現實意義的。

2 模擬電路統一軟故障診斷方法的提出

從1990開始，全世界的專家們就對模擬電路統一軟故障的診斷方法開始進行研究與相關實驗，其原理與構造是在故障字典的基礎上構建的，根據故障字典法繼而延伸出支路屏蔽的診斷模式，而后又進化為根據電路參數隨元件的實際狀況改變的診斷模式，這兩個診斷模式先進的地方在于是根據電路實際數據與元件的實際狀況來進行分析與檢測，可以根據電路參數的變化與元件參數的聯系來作為診斷的依據。

已有研究文獻對于模擬電路中的節點電壓靈敏度進行了深入研究，構建了根據節點電壓靈敏度的微妙變化，構建了新的故障字典，并且根據這個理論提出的對于模擬電路進行軟故障診斷的方法，該方法以節點電壓靈敏度在電路中的特殊屬性為構建基礎，但是摒棄了故障字典的設置，而是對于容差因素進行了對應的方式處理。

以節點電壓靈敏度序列法為基礎構造出來的故障字典查找范圍比較小，運行的速度比較快，所以對于電路的的硬故障與軟故障都能夠進行科學合理的診斷。但是對于電路診斷的范圍也有其限制，目前只能夠在線性電路使用診斷過程，或者診斷分段線性電路在直流電路方面的故障。以節點電壓靈敏度序列法為基礎構造出來的故障字典與普通字典的構造相比，其難度與規模都相對較小，它是根據節點電壓測量與增量電壓的變化關系來設定的，運行簡介并且便于操作。

3 模擬電路統一軟故障診斷方法的改進

自從二十世紀九十年代開始，世界專家們對于模擬電路統一故障診斷的方法提出以后，引起業內與社會各界廣泛關注與研究參與，專家們在對于模擬電路故障檢測的技術與方法不斷進行探索與研究，不斷進行積極的實驗與改進，為模擬電路統一軟故障診斷方法的升級與改進提出了諸多新思路。

（1）基于節點電壓的增量函數變化診斷模式是基于節點電壓靈敏度方法，并且提出建設一種全新的用于診斷軟故障的字典法，這種字典也是能夠同時兼顧軟故障與硬故障。該方法對于線性模擬電路中的元件參數變化進行了研究與實驗，只需對于節點電壓的增量數據進行相關的處理就能夠完成整個診斷過程，更加簡單并且具備較高的實用性。但是該方法也只能用于線性電路與分段線性電路在直流電路方面的故障診斷。

（2）對于節點電壓的增量因素進行深入研究，根據故障的不同類型與等級來對故障進行客觀分類，以高級別故障對低級別故障的包含性，提出并建設一種用于診斷非線性狀態下的模擬電路軟故障字典法，對于以往的模擬電路軟故障檢測只能用于線性模擬電路的局限性，該方法對其覆蓋范圍進行有少量的擴充。

（3）根據傳統故障字典法的特征，將其與模糊理論相結合，在節點電壓靈敏度的基礎上將故障字典發展為模糊理論基礎下的模糊規則字典，根據增量電壓的變化關系建立向量字典，能夠對于故障的參數方向進行判別，更加方便檢測中者對于故障的精確定位。

（4）根據神經網絡與遺傳算法的特質為理論依據，將模擬電路中出現的軟故障信息進行研究分析后，歸納整理成為信息數據導入到神經網絡運算模式中作為實驗樣本，將導入的樣本進行專門程序下的訓練與實驗，將完成的樣本用于模擬電路中各個屬性故障的診斷實驗中。該方法證明了作為電路故障的基本特性是統一化的，其與模擬電路中的元件參數沒有直接關系。

4 模擬電路統一軟故障診斷的發展趨勢

目前的研究對于線性模擬電路，以及部分含有非線性元件的模擬電路，在它們共同的軟故障診斷方面取得一定的研究成果，但是距離今后的發展目標，即采用智能化故障診斷的需求還是相差甚遠。根據未來科學技術的發展軌跡來看，未來應用中的模擬電路統一軟故障診斷的發展趨勢，有以下幾個方面：一是需要對模擬電路軟故障診斷的各個功能進行統一規劃，制定科學客觀的標準；二是對于模擬電路軟故障診斷具備一個通用的分析方法；三是對于模擬電路進行按照功能性模塊進行分類的分級診斷；四是制定統一規范的診斷模式評估標準。

5 結束語

現階段所運用與研究的模擬電路故障診斷方法在傳統的基本上有所改良，但是都是以尋找統一的方法為最終目的。從模擬電路統一軟故障診斷方法的提出的開始，經過漫長時間的實驗研究與案例分析，并對其進行各方面的完善與改進之后，已經可以實現多方面可行性的深入化研究。模擬電路統一軟故障診斷的研究現狀任然還存在諸多需要解決的問題，隨著智能科技的不斷發展，一切問題可能后迎刃而解，未來的發展空間還具備廣闊的前景。

參考文獻：

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