基于相量分析的模擬電路故障診斷方法研究.pdf

1、模擬電路測試診斷技術(shù)在過去幾十年取得了巨大發(fā)展，但是由于模擬電路的性能對電路變量和激勵的變化更加敏感，以及缺乏適當?shù)墓收夏Ｐ?、元件參?shù)連續(xù)可變、存在元件容差和非線性等因素，模擬電路故障診斷理論和技術(shù)的發(fā)展仍然滯后于數(shù)字電路，因此在數(shù)?；旌闲盘栂到y(tǒng)設(shè)計制造等領(lǐng)域，模擬電路部分占用了很大比例的系統(tǒng)測試開發(fā)成本，模擬電路的故障診斷技術(shù)是近年來極富挑戰(zhàn)性的研究熱點和難點之一。
　　本文以模擬電路故障診斷方法為研究主線，基于相量分析方法，結(jié)

2、合多頻電壓靈敏度分析、小波分析及支持向量機等理論和技術(shù)，研究了模擬電路的故障建模、故障特征提取及多故障優(yōu)化診斷策略，取得了一些具有一定應(yīng)用價值的創(chuàng)新成果，對模擬電路故障診斷技術(shù)發(fā)展進行了有益探討。
　　1.通過研究復數(shù)域相量分析方法及模擬電路斜率故障模型，分析了模擬電路相量圓故障模型，完善了相量圓故障模型的理論推導，給出了基于相量圓故障模型建立故障字典所需參數(shù)的準確數(shù)學描述，達到了基于少量故障樣本仿真數(shù)據(jù)擬合完整故障模型的效果，極

3、大降低了模擬電路的故障建模復雜度，實現(xiàn)了模擬電路各元件軟故障和硬故障的有效故障覆蓋。
　　2.針對相量圓故障模型應(yīng)用于模擬電路診斷時存在的模糊組問題，從理論角度分析了模糊組的形成因素；結(jié)合系統(tǒng)冗余設(shè)計思想和基于旁路的可測性設(shè)計方法，面向相量圓故障模型提出了基于冗余元件旁路的可測性設(shè)計方法，有效解決了模擬電路故障診斷中的模糊組辨識問題，簡化了故障診斷測試步驟，提高了測試診斷的故障隔離率。
　　3.為了克服元件容差和測量誤差對故

4、障診斷效果的影響，分析了相量圓故障模型和斜率故障模型之間的內(nèi)在聯(lián)系，研究并提出了多維復數(shù)相量空間的模擬電路故障建模方法，通過有效增加故障模型中各元件故障軌跡之間的空間距離，進一步改善了故障隔離率等可測性指標。還初步探討了基于多維向量空間建立模擬電路多故障模型的方法，為模擬電路多故障建模和診斷提供了新的思路。
　　4.以數(shù)理統(tǒng)計和主成分分析方法為理論基礎(chǔ)，研究了總體正態(tài)分布的馬氏距離計算方法，給出了基于信息熵和主成分方差貢獻率的馬氏

5、距離加權(quán)算法，在此基礎(chǔ)上結(jié)合相量分析方法，以測點響應(yīng)信號的實部和虛部作為單獨的樣本數(shù)據(jù)，改進了模擬電路故障特征提取策略，實現(xiàn)了模擬電路硬故障和軟故障的特征提取，并取得了較為良好的效果。
　　5.為了解決模擬電路多故障診斷問題，研究了多頻激勵的模擬電路故障診斷策略。首先研究了不同頻率激勵信號依次作用于電路時，測點電壓實部和虛部變化量與元件參數(shù)變化量之間的靈敏度關(guān)系，給出了基于單測點多頻電壓靈敏度建立故障字典的方法。其次研究了周期脈沖