模拟电路统一软故障诊断的研究

王新宇+姜浩宇+衡一嘉

摘 要：目前对于模拟电路故障的诊断业内存在很多方式方法，模拟电路统一软故障诊断是一项二十世纪末兴起的新兴研究，虽然其问世不久但是具有其他传统方法所无法代替的优势。本文对模拟电路统一软故障诊断方法的提出，然后列举了模拟电路统一软故障诊断方法的改进，最后对模拟电路统一软故障诊断的发展趋势进了展望。同时指出随着智能科技的不断发展，模拟电路统一软故障诊断方法在将来科技智能化普及中，还具有广阔的发展前景。

关键词：模拟电路；软故障诊断；节点电压灵敏度；故障字典

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

1 引 言

在現阶段的电子仪器电路中，分为数字电路与模拟电路两种，其中数字电路随着智能化科技的发展而在整个电路中所占的比例越来越大，但是模拟电路具有的可靠性决定了数字电路所无法代替的优势，所以目前的电路都是采用数字电路与模拟电路两个混合联结，互相取长补短、合理分布的完善整个电路系统。但是在这种混合电路中，模拟电路出现故障的几率要比数字电路大的多，严重影响到整个电路系统的稳定性，所以对于模拟电路部分的故障诊断研究是相当重要且具有现实意义的。

2 模拟电路统一软故障诊断方法的提出

从1990开始，全世界的专家们就对模拟电路统一软故障的诊断方法开始进行研究与相关实验，其原理与构造是在故障字典的基础上构建的，根据故障字典法继而延伸出支路屏蔽的诊断模式，而后又进化为根据电路参数随元件的实际状况改变的诊断模式，这两个诊断模式先进的地方在于是根据电路实际数据与元件的实际状况来进行分析与检测，可以根据电路参数的变化与元件参数的联系来作为诊断的依据。

已有研究文献对于模拟电路中的节点电压灵敏度进行了深入研究，构建了根据节点电压灵敏度的微妙变化，构建了新的故障字典，并且根据这个理论提出的对于模拟电路进行软故障诊断的方法，该方法以节点电压灵敏度在电路中的特殊属性为构建基础，但是摒弃了故障字典的设置，而是对于容差因素进行了对应的方式处理。

以节点电压灵敏度序列法为基础构造出来的故障字典查找范围比较小，运行的速度比较快，所以对于电路的的硬故障与软故障都能够进行科学合理的诊断。但是对于电路诊断的范围也有其限制，目前只能够在线性电路使用诊断过程，或者诊断分段线性电路在直流电路方面的故障。以节点电压灵敏度序列法为基础构造出来的故障字典与普通字典的构造相比，其难度与规模都相对较小，它是根据节点电压测量与增量电压的变化关系来设定的，运行简介并且便于操作。

3 模拟电路统一软故障诊断方法的改进

自从二十世纪九十年代开始，世界专家们对于模拟电路统一故障诊断的方法提出以后，引起业内与社会各界广泛关注与研究参与，专家们在对于模拟电路故障检测的技术与方法不断进行探索与研究，不断进行积极的实验与改进，为模拟电路统一软故障诊断方法的升级与改进提出了诸多新思路。

（1）基于节点电压的增量函数变化诊断模式是基于节点电压灵敏度方法，并且提出建设一种全新的用于诊断软故障的字典法，这种字典也是能够同时兼顾软故障与硬故障。该方法对于线性模拟电路中的元件参数变化进行了研究与实验，只需对于节点电压的增量数据进行相关的处理就能够完成整个诊断过程，更加简单并且具备较高的实用性。但是该方法也只能用于线性电路与分段线性电路在直流电路方面的故障诊断。

（2）对于节点电压的增量因素进行深入研究，根据故障的不同类型与等级来对故障进行客观分类，以高级别故障对低级别故障的包含性，提出并建设一种用于诊断非线性状态下的模拟电路软故障字典法，对于以往的模拟电路软故障检测只能用于线性模拟电路的局限性，该方法对其覆盖范围进行有少量的扩充。

（3）根据传统故障字典法的特征，将其与模糊理论相结合，在节点电压灵敏度的基础上将故障字典发展为模糊理论基础下的模糊规则字典，根据增量电压的变化关系建立向量字典，能够对于故障的参数方向进行判别，更加方便检测中者对于故障的精确定位。

（4）根据神经网络与遗传算法的特质为理论依据，将模拟电路中出现的软故障信息进行研究分析后，归纳整理成为信息数据导入到神经网络运算模式中作为实验样本，将导入的样本进行专门程序下的训练与实验，将完成的样本用于模拟电路中各个属性故障的诊断实验中。该方法证明了作为电路故障的基本特性是统一化的，其与模拟电路中的元件参数没有直接关系。

4 模拟电路统一软故障诊断的发展趋势

目前的研究对于线性模拟电路，以及部分含有非线性元件的模拟电路，在它们共同的软故障诊断方面取得一定的研究成果，但是距离今后的发展目标，即采用智能化故障诊断的需求还是相差甚远。根据未来科学技术的发展轨迹来看，未来应用中的模拟电路统一软故障诊断的发展趋势，有以下几个方面：一是需要对模拟电路软故障诊断的各个功能进行统一规划，制定科学客观的标准；二是对于模拟电路软故障诊断具备一个通用的分析方法；三是对于模拟电路进行按照功能性模块进行分类的分级诊断；四是制定统一规范的诊断模式评估标准。

5 结束语

现阶段所运用与研究的模拟电路故障诊断方法在传统的基本上有所改良，但是都是以寻找统一的方法为最终目的。从模拟电路统一软故障诊断方法的提出的开始，经过漫长时间的实验研究与案例分析，并对其进行各方面的完善与改进之后，已经可以实现多方面可行性的深入化研究。模拟电路统一软故障诊断的研究现状任然还存在诸多需要解决的问题，随着智能科技的不断发展，一切问题可能后迎刃而解，未来的发展空间还具备广阔的前景。

参考文献：

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