一种模拟电路故障诊断方法
【专利摘要】本发明公开了一种模拟电路故障诊断方法，首先对于各个元件进行无故障和两个故障条件下的仿真得到测点的无故障电压值和两个故障电压值，根据三个电压值得到元件对应的特征圆，求取特征圆的交点得到混叠电压，并得到元件的等效激励；当电路发生故障，计算故障电压到各特征圆的最短距离，如果小于等于1个最短距离小于预设阈值，最小最短距离对应的元件即为故障元件，否则从所有混叠电压中找出与故障电压最接近的混叠电压，分别采用对应元件的等效激励来激励故障电路，将得到的响应电压相量序列平移后与对应元件的特征圆比较，最大相似度对应的元件即为故障元件。本发明采用将“点”诊断变成“线”诊断，提高了故障诊断的精确性、稳定性和鲁棒性。
【专利说明】-种模拟电路故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于模拟电路故障诊断【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种模拟电路故障 诊断方法。
【背景技术】
[0002] 在目前模拟电路故障诊断【技术领域】，有两个重点和难点问题需要解决。
[0003] (1)模拟元件参数连续性问题。
[0004] 该问题的解决途径是对元件参数连续变化（从零到无穷大）进行统一建模。但是 显然目前常用的开路和短路故障模型，W及固定参数故障类型（如参数上下漂移50% )和 故障分段模型（如参数变化为±5%到±10% )都无法胜任此任务。而系统函数模型理论 上能诊断网络中的软故障。由于需要写出系统函数W进行故障诊断，所W存在复杂电路不 易写出传输函数，方程不易求解等缺点，且元件容差可能覆盖故障信号。
[0005] 目前能够不用传输函数且能对模拟元件参数连续变化进行统一建模的代表性方 法为斜率法（或称为节点电压增量比不变法）。该方法只需两次仿真就能获得单故障元件 所有可能参数故障的特征。但是其缺点也很明显，就是所需测点数目总是比待建模故障数 目多1。
[0006] (2)容差对故障诊断的影响问题
[0007] 模拟电路中的元件即便无故障，其参数也可能在一定范围内变化（通常定义为 ±5%W内），该被称为容差问题。随着电路规模的增长，元件数目增加，无故障元件参数在 容差范围内变化，导致的输出信号有可能将故障信号淹没。该个问题是现有诊断方法（在 一个测试点上对故障电路进行静态测试）基本无法解决的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟电路故障诊断方法，采用 故障等效激励来激励被测模拟电路，将故障"激活"，从而得到一系列故障输出，将"点"诊断 变成"线"诊断，从而提高故障诊断的精确性、稳定性和鲁棒性。
[0009] 为实现上述发明目的，本发明模拟电路模糊组识别方法包括W下步骤：
[0010] Sl ;仿真获取被测模拟电路每个元件的特征圆，包括W下步骤：
[oou] SI. 1 ;输入电压对模拟电路进行无故障仿真，得到测点t的无故障电压 ^〇=U〇,'+Uwj.，
[001引 SI. 2;依次将第i个元件的无故障参数Xi更改为X。和X。分别进行仿真， i的取值范围为i = 1，2,…，NF，Np表示元件数量，得到测点t的故障电压，分别记为 、￡^2，计算得到第i个元件单独作用的输出电压=方1-方。 U''2 = U2-Uo=U''2r+ JU "2 = 0; ? ? ? U、、. f/'S , u、、.
[001 引 SI. 3 :如果-T^ = mill.IIIIIII二壬，则Ki = ~r^，令圆特征参数 Wi = 1、Vi = -Ki、r; = 0， t/V U"h U\r 否则求解如下方程组得到圆特征参数Wi、Vi、心得到特征圆的圆方程：
【权利要求】
1. 一种模拟电路故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤： Si:仿真获取被测模拟电路每个元件的特征圆，包括以下步骤： SI. 1 :输入电压&.，对模拟电路进行无故障仿真，得到测点t的无故障电压Uo=Uor+UojJ-, SI. 2 :依次将第i个元件的参数Xi更改为Xil和Xi2分别进行仿真，i的取 值范围为i= 1，2,…，NF，Nf表示元件数量，得到测点t的故障电压，分别记为 匕、S2，计算得到第i个元件单独作用的输出电压cK=匕-=汐v+ycK/、 ?'_ =?2-?。= &、+ji)'、，?''。=〇.， ? · · r/",. ' U'\ SI. 3 :如果 ~T~^=· <，则& =.;，令圆特征参数Wi = 1、Vi = -Ki、!Ti = 0,否则UnIrUU2rUnIr 求解如下方趕纟日得刹圆特征參数W,、V,、得到特征圆的圆方程： w:?、別对少爿衆
侍到的infTiai万程两两求取交点，无故障电压之外的交点即为混叠 点，判断混叠电压是否均位于两个元件特征圆中由无故障参数Xi、参数最小值Ximin和参数 最大值Ximax输出电压确定的圆弧上，如果均位于两个元件的圆弧上，则将该混叠电压作为 混叠电压记录，否则舍弃该混叠电压； 53 :依次将第i个元件短路，根据步骤Sl得到的对应特征圆得到电压相量序列， OXl 将作为输入电源进行仿真，得到测点t的电压相量序列^，将作为第i个元件的 L/?χι KJ sxi V-/sxi 等效激励； 54 :当电路发生故障，同样输入电压&.，记录测点t的故障电压，计算得到 ?Κ/ =&/-&，分别计算--/到步骤Sl中得到的各个特征圆的最短距离，并按从小到大 排序，如果小于等于1个最短距离小于预设阈值，最小最短距离对应的元件即为故障元件， 否则从步骤S2得到的混叠电压中找出与故障电压最接近的混叠点电压得到对 应的M个元件，分别用M个元件对应的等效激励来激励故障电路，得到M个响应电压相量序 列E，d的取值范围为d= 1，2,…，Μ，并采用以下公式对响应电压相量序列进行平移： Uod =Uad-UA 分别计算平移后的响应电压相量序列构成的轨迹与对应元件特征圆的相似度，最大相 似度对应的元件即为故障元件。
2. 根据权利要求1所述的模拟电路诊断方法，其特征在于，所述步骤S2中xdl为元件 参数的最小值，xd2为元件参数的最大值。
3. 根据权利要求1所述的模拟电路故障诊断方法，其特征在于，所述相似度根据平移 后的响应电压相量序列&与步骤S3中由特征圆得到的电压相量序列E的距离得到， 两个序列的距离越短，相似度越大。
【文档编号】G01R31/3161GK104237770SQ201410404031
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】杨成林, 田书林, 刘震, 龙兵 申请人:电子科技大学