模擬故障字典技術測點選擇問題研究.pdf

1、模擬電路故障測試和診斷是目前研究的熱點問題，在諸多模擬電路故障診斷方法中，故障字典法是最成熟和最具有實用價值的一種方法。故障字典技術包含三項重要內容：故障字典的構建，測點（包括測試激勵，測試參量和物理測點等)選擇和故障診斷。由于現代電路集成度越來越高，對測點的數目限制相當嚴格，所以測點選擇具有重要的現實意義。鑒于故障字典法應用的廣泛性和測點選擇的重要性，本文重點討論故障字典法的測點選擇問題。根據研究的深入和遞進關系，本文主要包含三個方面

2、的內容：基于整數編碼表的測點選擇方法（包括局部最優(yōu)和全局最優(yōu)解的討論)；基于故障對編碼的編碼方法和建立在其基礎之上的測點選擇方法；測點選擇過程中對容差的處理方法。
　　1.基于整數編碼表的的測點選擇方法研究。這部分研究內容主要包含以下幾方面：
　　1)對現有的測點選擇算法的分析。目前基于整數編碼表技術的測點選擇算法大都屬于貪婪式搜索方法，這些算法包括兩個要素：搜索策略和測點評估標準。本文分別從算法精度和時間復雜度兩方面，對各

3、種測點評估標準和測點選擇策略進行了深入的理論分析和詳盡的統計實驗比較。糾正了目前存在的一些錯誤結論，為今后的研究工作提供一個指導方向：應該重點研究測點選擇策略。
　　2)新的測點選擇策略A。將深度優(yōu)先的啟發(fā)式圖搜索算法應用于測點選擇。首先將根節(jié)點初始化為所有待診斷故障；然后用所有備選測點擴展此根節(jié)點；最后從擴展出的節(jié)點中選擇最優(yōu)的一個作為下一步擴展對象。如此循環(huán)，直至所有故障都被隔離。因此測點選擇過程就轉化為圖節(jié)點的擴展過程，從根

4、節(jié)點到目標節(jié)點（不含未被隔離故障的節(jié)點）路徑上的測點就構成了最終解。該策略的優(yōu)點是每一次測點選擇都是建立在以前選擇結果之上的，因此保證了每個被選測點的有效性。
　　3)基于上文提出的啟發(fā)式圖搜索算法，提出一種更為精確的基于Rollout算法的測點選擇方法RA。假定在圖的某層有NT個節(jié)點，從該層每個圖節(jié)點出發(fā)都運行一遍啟發(fā)式圖搜索算法，得到NT個最優(yōu)測點集，從中找出一個含有最少測點的集，其對應的根節(jié)點就是最終被選測點，作為Rollo

5、ut算法下一次擴展對象。與其他局部最優(yōu)方法相比，該方法的到的結果更為精確。
　　4)全局最優(yōu)測點選擇算法A*。根據信息理論和M進制編碼規(guī)則，首先給出了啟發(fā)函數的計算方法，推導出圖節(jié)點的構造方法和擴展規(guī)則；然后在此基礎上給出了用于測試節(jié)點優(yōu)選的啟發(fā)式圖搜索A*算法；最后進行的分析試驗表明本算法既克服了局部尋優(yōu)方法不能找到全局最小測點集的缺點，又能顯著降低傳統窮舉搜索算法的時間復雜度和空間復雜度。
　　2.給出一種故障對編碼技術

6、和基于此技術的測點選擇方法。首先將所有待隔離故障兩兩組對。對于i行故障對，如果能被測點 j隔離，則對應故障對表的元素,1i jD?，否則Di, j?0。該編碼方法充分體現了每個測點的故障隔離能力。實驗結果表明，基于此技術的測點選擇算法比基于整數編碼方法的窮舉算法得到的結果更精確、時間復雜度更低。
　　3.研究了模擬故障字典測點選擇不可回避的容差問題。針對斜率故障模型，本文從兩方面來解決容差問題：一是在實際電路運行過程中獲得斜率故障

7、曲線的交點，此交點就包含了實際電路元件的容差信息；二是本文給出了解析和仿真兩種方法來獲得特征區(qū)域。給出的方法較好解決了斜率故障模型中的容差問題。進而給出了考慮容差情況下的測點選擇方法。
　　4.將本文的測點選擇方法推廣到系統級測點選擇和序貫測試問題。由于時間復雜度太高，傳統的序貫測試算法對于測點數大于12的系統就無能為力了。鑒于此，本文將序貫測試問題拆分為測點選擇與序測試設計兩個問題。測點選擇問題用A*算法解決。序測試設計問題用*