电子设备智能故障诊断系统的研究

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1、电子设备智能故障诊断系统的研究三.课题的应用场景二.课题的研究方法一.课题的研究背景在电子设备中，尤其是在以集成电路为核心的现代微电子路中，由于设备的规模越来越大，性能及构成也更加复杂和完善，设备中任何一个元器件的故障都可能导致部分功能失效或者整个备失灵，所以伴随着电子技术的发展，电子电路集成化程度日益提高，对电子电路的可靠性、可维修性和自动故障诊断的要求也日益迫切。课题的研究背景1.1课题研究目的和意义电子设备故障诊断是一项十分复杂困难的工作。在早期的电子设备故障诊断技术中，其基本方法是依靠一些测试仪表，按照跟踪信号逐点寻迹的思路，借助

2、人的逻辑判断来决定设备的故障所在。这种沿用至今的传统诊断技术在很大程度上与维修人员的实践经验和专业技术水平有关，基本上没有一套可靠的、科学的、成熟的方法。1.1课题研究目的和意义随着电子工业的发展，电子设备故障诊断技术取得了不少进展，有些方面已有较成熟的理论和方法(如数字电路的故障诊断)，但仍有许多不足，特别是对复杂的大规模非线性系统故障诊断方法的研究更有待深入地探索。在技术方面，现有的不同等级和各种类型的故障诊断装置，能在不同程度上对被测对象进行故障诊断，在一定程度上满足了对设备进行故障检测和故障定位的需要，但与实际相比，还有相当大的距离

3、。针对电子设备故障诊断的现状，随着对故障诊断技术不断深入的研究，随着人工智能技术的飞速发展，近年来出现了不少电子设备故障定位的新技术，如专家系统技术、模糊诊断方法、神经网络诊断方法、粗糙集于规则的自动产生方法、多传感器信息融合诊断方法等。这些智能故障诊断技术能够以人类思维的信息加工和认识过程为推理基础，通过有效获取、传递、处理、再生和利用诊断信息，模拟人类专家，以灵活的诊断策略对监控对象的运行状态和故障做出正确判断和决策，从而具有学习功能和自动获取诊断信息对故障进行实时诊断的能力。1.2电子设备故障诊断技术的发展和现状1.2.1电子设备故障

4、定义及其分类所谓电子设备故障指的是设备丧失了规定功能，使系统表现出所不期望的特性。软故障又称为渐变故障或部分故障，指元件参数超出容差范围而造成的故障。这时元件功能通常并没有完全丧失，而仅引起功能的变化电子电路故障诊断方法，就是根据对电子电路的可及节点或端口及其他信息的测试，推断设备所处的状态，确定故障元器件部位和预测故障的发生，判别电子产品的好坏并给出必要的维修提示方法。数字电路故障诊断模拟电路故障诊断1.2.2常规电子设备故障诊断方法1.2.2常规电子设备故障诊断方法数字电路故障诊断为了研究故障电路或设备的影响，诊断故障的位置，必须对故障

5、作一些分类，选择最典型的故障，这个过程称为故障的模型化。数字电路设备中常见的模型化故障主要有：固定型故障、桥接故障和暂态故障。穷举测试法伪穷举测试法测试码生成法数字电路的故障诊断包括故障检测和故障定位。目前主要诊断方法有：数字电路故障诊断穷举测试法是指在被测电路的输入端输入所有可能的测试码，观察电路输出是否符合一定的逻辑功能。其基本关系如图1-1所示。图1-1穷举测试法示意图图中S为被测的逻辑电路，输入矢量测试码为X，输出矢量为Y。设电路S所实现的逻辑函数为S，则Y=S(X)。数字电路故障诊断若对于任何的，都有，则被测电路称为无故障的；若有

6、一组，使得，则被测电路称为有故障的，称为诊断该种故障的矢量测试码。穷举测试法的基本思想是：在n维布尔空间中，有且仅有个测试码，通过对其中的每一个测试码检查被测电路的输出是否符合预先指定的要求，从而判断被测电路是否存在故障。此处所有的故障都考虑到了，故障检测率为100%。但是随着原始输入维数n的增加，测试矢量的总数急剧增加，当原始输入数达到一定大小时，用穷举测试法进行诊断是不现实的。对此提出了伪穷举测试法和测试码生成法。数字电路故障诊断伪穷举测试法是在穷举测试法的基础上设法把电路进行划分，使每一个被划分的电路都能够进行穷举测试，从而使测试数大

7、大减少，使其达到实际可行的目的。测试码生成法也是为了解决穷举测试法测试矢量过多，测试时间过长的缺点而提出的，该方法是针对被测电路可能存在的故障，通过布尔差分法或D算法等生成特定的测试码，以达到故障定位的目的。模拟电路故障诊断现实中有关模拟电路故障诊断的理论与方法远落后于数字电路的故障诊断，主要原因是模拟电路的非线性特性、连续性和元器件的容差等因素给故障的建模分析造成了诸多不确定因素，因此出现了对模拟电路的设计能力远大于对其故障诊断的能力的现象。LS-WSVMLeastSquaresWaveletSupportVectorMachines1.

8、2.3设备故障诊断方法的分类故障诊断技术主要包括四个方面的内容：故障检测、故障诊断、故障隔离、故障辨识。从本质上讲，故障诊断技术是一个模式分类与识别的问题，即把系统的运行状态分为