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模拟电路故障诊断监测系统研究

作　者: 祝捷
导　师: 龙兵
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 角度故障模型启发式图搜索故障字典滤波电路
分类号: TN710
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着近代电子科学技术的快速发展,人们对电路系统的稳定性和可维护性提出了越来越苛刻的要求。在过去一段时间里由于工艺的不断精进,电路系统的设计不断趋于复杂,但是电路系统的维修技术却没有得到相应的进步,特别是模拟电路方面,因而如何对模拟电路的故障进行及时且有效的诊断和监测成为了一个急待解决的课题。如今需要有一套实用的模拟电路故障诊断算法,实现模拟电路故障的自动检测、定位、定值并且自动提出诊断监测结果的报告。本文详细介绍了一种可用于模拟电路故障诊断和监测的通用算法,并讲述运用Linux操作系统在嵌入式开发板上实现了故障诊断和监测的过程。在理论算法上,本文提出了角度故障模型的概念,详细分析了角度故障模型的原理,并利用滤波电路建立角度故障字典,分析最佳测点,提出最佳诊断策略。角度故障模型可以很好的反映线性模拟电路故障的特征,它把无限多的固定参数故障转化为有限几个角度故障模型,对于线性模拟电路的故障诊断很有价值。但现有的诊断方法采用预定的门限值来处理容差问题,而门限值的确定是一个难题。本文证明了角度故障模型是线性模拟电路中故障元件的单调函数,并据此提出了采用角度最大值、最小值构成的故障特征角度区间来处理电路的容差问题。针对故障监测的特点,本文也提出了将启发式图搜索的思想放入故障监测中,以便可以在中等规模或大规模集成电路中找到最佳测点及相应的故障字典。由于容差问题需要多次调用Pspice仿真,本文还实现了采用Matlab与VC程序自动调用Pspice仿真引擎的程序,这大大的减少了仿真计算时间。在实践上,搭建一套模拟电路故障诊断监测的验证系统,该系统有两部分组成:第一部分在计算机上,主要针对滤波电路,利用Pspice的仿真模块实现仿真,并用VC++开发仿真软件建立故障字典;第二部分是在嵌入式系统开发针对模拟电路的便携式故障诊断测试平台。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 概述  9-11
  1.2 电路故障诊断监测技术发展现状  11-12
  1.3 本文组织结构  12-14
第二章基于角度含容差线性模拟电路故障诊断  14-31
  2.1 故障类型分析  14-17
    2.1.1 模拟电路的故障类型  14-16
    2.1.2 电子元器件故障类型  16-17
  2.2 角度故障模型在相关概念及诊断方法  17-19
    2.2.1 角度故障模型的概念  17
    2.2.2 模拟电路中测点之间的电压关系  17-19
  2.3 容差与角度模型的关系  19-24
    2.3.1 容差对斜率故障模型的影响  19-20
    2.3.2 角度单调性证明  20-24
  2.4 基于角度区间的诊断方法  24-26
    2.4.1 最大角度值算法  25-26
    2.4.2 计算角度特征最小值算法  26
  2.5 建立角度特征域故障字典及诊断策略  26-28
    2.5.1 角度特征域故障字典  26
    2.5.2 诊断策略  26-28
  2.6 对比试验  28-30
  2.7 结论  30-31
第三章基于启发式图搜索的故障监测  31-41
  3.1 整数编码的故障字典  31-33
  3.2 启发式图搜索在测点选择上的应用  33-36
  3.3 实例验证  36-40
  3.4 结论  40-41
第四章诊断监测系统的设计与实现  41-62
  4.1 总体设计方案  41-42
  4.2 软件仿真建立故障字典  42
    4.2.1 Pspice的介绍  42
  4.3 Windows 平台部分软件实现  42-53
    4.3.1 软件仿真流程  42-44
    4.3.2 诊断测试主要算法实现  44-49
    4.3.3 软件仿真的实现  49-50
    4.3.4 诊断监测的软件算法实现  50-53
  4.4 嵌入式部分软件实现  53-59
    4.4.1 嵌入式设计方案介绍  53-54
    4.4.2 Linux内核的移植  54-57
    4.4.3 嵌入式应用程序开发  57-59
  4.5 平台验证  59-62
第五章结束语  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻硕期间取得的研究成果  66-67

模拟电路故障诊断监测系统研究

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