现代模拟电路故障诊断方法探讨

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1、现代模拟电路故障诊断方法探讨摘要：随着电子技术的快速发展，电子系统和仪器仪表的结构随之也变得复杂了，同时这样在设备运行时也会频繁发生故障•故障诊断则成了维持整个电路的安全运行保障。文章主要介绍了现代模拟电路故障诊断中遇到的困难及诊断方法。关键词：现代模拟电路；故障诊断；方法探讨模拟电路故障，就是在模拟电路运行过程中，因为电路中器件某个参数发生变化致使电路无法正常运行。模拟故障主要分为两类：硬故障和软故障。硬故障是在电路运行中出现的开路或短路等状态。软故障就是指电路的某个器件的参数发生变化致使电路运行不正常的故障。1模拟电

2、路故障诊断屮遇到的怵I难冇哪些⑴模拟电路出现的故障情况不尽相同，而且其木身参数（输入激励与输出响应及网络中各元件的参数等）是连续量，造成故障模型比较繁琐，难以量化。⑵因为参数误差、非线性、或环境造成的干扰等多项因素，使得电路工作特性发生偏移，导致输入与输出关系复杂，从而使得一些故障诊断方法失去了其准确性。⑶非线性问题在模拟电路中广泛的存在，伴随着电路规模的线性增大，使得计算量人人增加；现在在电路中存在着人量的反馈回路，而这也同样增加了计算量，也是测试变得复杂了许多。⑷现在的电路元器件多是被封装的，这样就造成可测电压的可及

3、节点数会很少，从而使可用作故障诊断的信息量减少，致使故障定位中的不准确程度提高，使得判断错误，造成严重后果。上述这些困难如果只用传统的数学方法描述将会很难达到诊断效果。因为人工智能技术可以很好地模拟人类处理问题的过程，并且具有学习能力，还可以积累经验，所以这门技术在现代模拟电路诊断中得到了广泛的应用。下面将介绍以人工智能技术为基础的一些诊断方法。2现代模拟电路故障诊断的方法2.1专家系统故障诊断方法专家系统，就是指一个内部具有很多专家水平的某个领域的知识和经验的智能计算机程序系统。专家系统可以依据某个领域中人类专家提供的

4、知识和经验进行推理、演算、判断来模拟人类专家处理问题的过程，从而解决某些需要专家决定的复杂问题。通过观察到的数据來判断出现故障的原因就是诊断专家系统的任务。其基本的工作原理是：先把专家知识机器诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，再根据报警信息对知识库进行推理，诊断出故障元件。在模拟电路故障诊断中主要是应用基于产生式规则的专家系统，其得到广泛应用的原因主要是由故障诊断和基于产生式规则的专家系统的特点所决定的。使用这种诊断方法的特点是：可以将故障与征兆之间的关系易于用直观的，模块化的规则表示出来，并且这种专

5、家系统允许增加、删除或修改一些规则，来确保诊断系统的实时性和有效性，还可以在一定程度上解决不确定性的问题和给岀符合人类语言习惯的结论并具有相应的解释能力等。尽管专家系统能有效的模拟故障诊断专家并完成故障诊断的过程，不过在实际应用过程中仍存在一些缺陷，主要是知识获取的瓶颈问题以及你能有效解决故障诊断中许多不确定因素，这些问题就影响了故障诊断的准确性。除此之外，专家系统在自适应能力、学习能力和实时性方面也存在着不同程度的局限。其解决方案是将其与具有信息处理特点的神经网络和适合人类认识特征模糊理论相结合。2.2神经网络故障诊断

6、方法人工神经网络（ANN）是模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统，具冇并行分布处理、自适应、联想记忆等优点。ANN技术解决故障诊断问题的主耍步骤为：根据诊断问题组织学习样木，根据问题和样本构造神经网络，选择合适的学习算法和参数。利用ANN的学习、联想记忆、分布式并行信息处理功能，可以解决诊断系统中不确定知识表示、获取、和并行推理等问题。在上一方法中提到神经网络可以弥补专家系统的一部分缺陷，但是ANN技术仍冇不足之处。由于其自身不够完备，学习速度慢、训练时间长等原因，影响了它的实用化。为了可以将其更好的应用在模拟电

7、路故障诊断中，许多学者把ANN与遗传算法、专家系统及故障字典法等相结合，较好地解决了智能中小规模模拟电路故障诊断难题。若是想解决大规模的模拟电路故障诊断问题，还需学者们进行深一步的研究。2.3模糊故障诊断方法模糊故障诊断方法是依据专家经验在故障征兆空间与故障原因空间建立模糊关系矩阵，再讲个条模糊推理规则产生的模糊关系矩阵进行组合，根据一定的判断阈值來识别故障元件。其优点是：模糊理论可适应不确定性的问题；模糊知识库使用语言变量来表述专家的经验，更接近人的表达习惯；模糊理论能够得到问题的多个可能的解决方案，并根据这些方案模糊

8、度的高低进行优先程度排序等。由于隶属度的获取，复杂系统模糊模型的建立、辨识，语言规则的获取、遗忘、修改等理论和方法还不够完善，所以这种方法的应用就受到了很人的限制。若是将其与专家系统、ANN等相结合，则可有效地解决这些困难。除了上述这些诊断方法外，还有小波变换故障诊断方法、多传感器信息融合故障诊断方法、基于A^e飢技