马氏距离在模拟电路硬故障检测中的应用研究

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1、第7期马氏距离在模拟电路硬故障检测中的应用研究·45·更多电子资料请登录赛微电子网www.srvee.com马氏距离在模拟电路硬故障检测中的应用研究*秦庆强1张晓安2李艾华1杨钊3(1.第二炮兵工程学院502教研室,西安710025;2.第二炮兵装备部,北京100085;3.第二炮兵驻北京地区专用装备代表室,北京100085)摘要:针对模拟电路硬故障检测问题,提出了一种基于马氏距离的快速检测算法,并利用pspice电路仿真软件对一个二阶滤波电路进行了电路建模及故障检测仿真。在pspice环境下,进行含容差待测电路无故障和各故障模式下的蒙特卡洛仿真,选取输出电压作为采样点,利用输出电

2、压的小波分解系数求出无故障态和各故障模式下的时-频马氏距离,并以此作为电路故障判据。matlab下的计算结果显示,这种故障检测算法对模拟电路硬故障具有良好的检测能力,故障诊断正确率可达92%以上,且具有算法简单、计算量小的优点。关键词:模拟电路;硬故障检测;马氏距离;多层小波分解;pspice中图分类号:TP391　　　文献标识码:A　　　国家标准学科分类代码:510.1010ResearchontheapplicationofMahalanobisdistanceincatastrophicfaultsdetectionofanalogcircuitsQinQingqiang1Z

3、hangXiaoan2LiAihua1YangZhao3(1.502StaffRoom,theEngineeringCollegeofSecondArtillery,Xi’anShaanxi7100252.TheEquipmentDepartmentofSecondArtillery,Beijing1000853.TheSpecialEquipmentMilitaryRepresentativeOfficeofSecondArtilleryatBeijing,Beijing100085)Abstract:Aimingatcatastrophicfaultfastdetectiono

4、fanalogcircuit,anewalgorithmbasedonMAHALANOBISdistanceisproposedinthispaper.Besides,asimulationofcircuitmodelingandfaultdetectionismadeinpspiceforthesecondorderfiltercircuit.AMonteCarlosimulationismadeforthecircuitwithtoleranceinpspice.Andtheoutputvoltagewavesofbothfault-freeandfaultycircuitar

5、esampledanddecomposedbywavelet.AndthecoefficientsofresponsesareusedtogettheMAHALANOBISdistances.BycomparingtheMAHALANOBISdistancesbetweenthefault-freeandfaultycircuit,thefaultsofthecircuitaredetected.ThecomputingresultinMatlabindicatesthatthisalgorithmwiththeadvantageofsimplicityandsmallcomput

6、ationalamount,whosecorrectratecanreach92%,hashighabilitytotestcatastrophicfault.Keywords:analogcircuit;catastrophicfaultdetecting;Mahalanobisdistance;multi-layerwaveletdecomposition;pspice第7期马氏距离在模拟电路硬故障检测中的应用研究·45·1引言模拟电路的故障诊断是数模混合集成电路故障诊断的瓶颈之一,制约着整个电子电路故障诊断技术的发展。因此,模拟电路故障诊断问题也一直是一个研究的热点。传统的模

7、拟电路故障诊断方法包括故障字典法、元件参数辨识法和故障验证法等等。元件参数辨识法和故障验证法是测后模拟的典型方法,这类故障诊断方法由于在电路测试之后有大量工作要做,不能实现在线测试,而且计算量相当庞大,第7期马氏距离在模拟电路硬故障检测中的应用研究·45·因此这类方法往往只具有理论研究意义,不适合用于实际的模拟电路故障诊断工程领域。作为测前模拟的典型方法,故障字典法是目前模拟电路故障诊断中最具有实用价值的方法[1-3]。故障仿真是故障字典法诊断工作中实质意义的第一步。