模擬電路故障仿真與診斷平臺研制.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嚴(yán)重的問題：實際故障樣本缺乏和診斷方法缺乏實效性驗證，因此造成了理論上優(yōu)秀的方法難以推廣到實際應(yīng)用領(lǐng)域。針對此問題，本文以某型號設(shè)備電氣系統(tǒng)中的模擬電路作為診斷對象，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，利用通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺獲取實際電路故障樣本；然后開發(fā)故障診斷平臺，對基于支持向量機（Support Vector Machine SVM）的故障診斷方法的實效性進(jìn)行驗證。
　　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的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，將整個系統(tǒng)劃分為故障仿真平臺、通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺、故障診斷平臺。其中

3、，故障仿真平臺以直流電源電路和自動駕駛儀電路作為診斷對象，在對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，并通過繼電器陣列配合 FPGA實現(xiàn)故障注入；通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺以 ARM控制器作為主控電路，實現(xiàn)產(chǎn)生測試激勵，采集故障樣本功能，并通過 LAN總線和故障診斷主控計算機通訊；故障診斷平臺完成整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)通用波形發(fā)生與數(shù)據(jù)采集平臺測試，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算法實現(xiàn)。

4、最后本文對整個系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，并給出結(jié)論和評價。
　　實驗室調(diào)試結(jié)果表明，本文設(shè)計的模擬電路故障仿真與診斷平臺能夠?qū)δ吃O(shè)備電氣系統(tǒng)模擬電路進(jìn)行較為真實的故障仿真，每個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的故障樣本。故障診斷平臺的診斷準(zhǔn)確率不小于90％，并且具有良好的操作界面，整個系統(tǒng)完全滿足設(shè)計要求。另外，本文對模擬器件故障模型及故障注入方法的研究成果，可以運用到其它模擬電路故障仿真研究，研究成果具有一定