模擬電路故障仿真與診斷平臺(tái)研制.pdf

1、隨著導(dǎo)彈、衛(wèi)星等大型系統(tǒng)功能的日益完善，對(duì)其可靠性要求不斷提高，而電子設(shè)備作為大型系統(tǒng)的控制核心，對(duì)其可靠性要求更嚴(yán)格，模擬電路占電子電路的比例小，但是發(fā)生故障的頻率卻比數(shù)字電路大，因此迫切需要研究模擬電路故障診斷技術(shù)。但是，模擬電路故障診斷方法面臨兩個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：實(shí)際故障樣本缺乏和診斷方法缺乏實(shí)效性驗(yàn)證，因此造成了理論上優(yōu)秀的方法難以推廣到實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)此問(wèn)題，本文以某型號(hào)設(shè)備電氣系統(tǒng)中的模擬電路作為診斷對(duì)象，首先研究模擬電路故障

2、仿真技術(shù)，包括典型器件故障模型、故障注入方法的研究，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)故障仿真平臺(tái)，利用通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺(tái)獲取實(shí)際電路故障樣本；然后開發(fā)故障診斷平臺(tái)，對(duì)基于支持向量機(jī)（Support Vector Machine SVM）的故障診斷方法的實(shí)效性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　根據(jù)該設(shè)備電氣系統(tǒng)模擬電路故障仿真與診斷平臺(tái)的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為故障仿真平臺(tái)、通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、故障診斷平臺(tái)。其中

3、，故障仿真平臺(tái)以直流電源電路和自動(dòng)駕駛儀電路作為診斷對(duì)象，在對(duì)其包含的典型器件的故障模式分析基礎(chǔ)上，得到了相應(yīng)故障模型，并通過(guò)繼電器陣列配合 FPGA實(shí)現(xiàn)故障注入；通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺(tái)以 ARM控制器作為主控電路，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生測(cè)試激勵(lì)，采集故障樣本功能，并通過(guò) LAN總線和故障診斷主控計(jì)算機(jī)通訊；故障診斷平臺(tái)完成整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺(tái)測(cè)試，算法故障模型訓(xùn)練和故障診斷功能，故障診斷方法采用支持向量機(jī)算法實(shí)現(xiàn)。

4、最后本文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，并給出結(jié)論和評(píng)價(jià)。
　　實(shí)驗(yàn)室調(diào)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的模擬電路故障仿真與診斷平臺(tái)能夠?qū)δ吃O(shè)備電氣系統(tǒng)模擬電路進(jìn)行較為真實(shí)的故障仿真，每個(gè)仿真電路可注入故障類型不少于30類，從而為故障診斷方法提供真實(shí)的故障樣本。故障診斷平臺(tái)的診斷準(zhǔn)確率不小于90％，并且具有良好的操作界面，整個(gè)系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)要求。另外，本文對(duì)模擬器件故障模型及故障注入方法的研究成果，可以運(yùn)用到其它模擬電路故障仿真研究，研究成果具有一定