[发明专利]一种模拟电路早期故障诊断中的频率选择方法

说明书

技术领域

本发明属于模拟电路故障诊断技术领域，更为具体地讲，涉及一种模拟电路早期故障诊断中的频率选择方法。

背景技术

模拟电路故障是指被测模拟电路中的一个或几个元件偏离其正常值而导致电路失效的行为。模拟故障可分为软故障(又称为参数漂移)和硬故障(如开路短路故障)。模拟电路测试性设计包括测点选择、频率优选、结构设计等。其目的都是为了提高测试性指标，如故障检测率和隔离率。

频率优选是为故障诊断得到其需要的测试频率，该测试频率必须能激发故障，也就是使故障可探测。相对于数字电路，模拟电路规模小，但却是电路中故障高发部分。因此模拟电路故障诊断中的频率优选具有现实意义。

图1是测试频率优选的一般方法流程图。如图1所示，测试频率优选的一般流程为：对被测电路进行故障建模，然后进行故障仿真，生成测试频率，对测试频率的测试效果进行评价，优选后得到最优频率。

针对不同的故障建模、检测和诊断方法，有不同的频率优选算法。如符号分析法(可以归为基于结构的方法)通过建立系统的传输函数，分析其在不同频率下的故障间区分度，使得区分度最大的频率为最优频率。该类方法采用传输函数为技术基础，因此，能够诊断连续参数故障。其缺点在于不是所有系统都能方便获得传输函数，且高阶方程组求解误差较大。此外，还有针对开路、短路和离散参数故障的频率优选方法，这类方法主要针对某一种或几种特定参数故障，选取某些频率的激励信号，使得故障间的电压差值最大化。这些方法的优点是实现简单，但缺点是无法对模拟元件的连续参数漂移故障进行诊断。而这类故障恰恰是模拟电路的常见故障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟电路早期故障诊断中的频率选择方法，采用模拟电路输出电压的特征圆，实现对模拟电路中早期参数漂移故障的测试频率优选。

为实现上述发明目的，本发明模拟电路故障诊断方法包括以下步骤：

S1：对被测模拟电路中的故障源元件进行分析，得到F个模糊组，每个模糊组中选择一个元件作为仿真元件；计算各特征圆曲线的理想夹角θ_opt＝π/F，初始化夹角的最优标准差δ_min为一个大于2π的任意实数；设置输入激励频率f＝f₀，f₀为设置的初始频率；

S2：采用频率为f的输入激励来激励被测模拟电路，仿真获取被测模拟电路每个仿真元件的特征圆，具体步骤包括：

S2.1：对模拟电路进行无故障仿真，得到测点t的无故障电压

S2.2：依次将第i个仿真元件的参数x_i更改为x_i1和x_i2分别进行仿真，i的取值范围为i＝1,2,…,F，得到测点t的故障电压，得到的两个输出电压减去分别得到U·1=U1r+jU1j,U·2=U2r+jU2j;]]>

S2.3：如果则令圆特征参数w_i＝1、v_i＝-K_i、r_i＝0，否则求解如下方程组得到圆特征参数w_i、v_i、r_i：