电压灵敏度向量在模拟电路故障诊断中的应用
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- 电压灵敏度向量在模拟电路故障诊断中的应用
摘 要: 针对模拟电路故障中元件参数连续变化具有无穷多种可能性的问题, 首先证明了线性模拟电路中, 测试点电压向量在故障状态下相对于标准状态下的增量, 其向量方向由故障元件在被测电路中的位置决定。并证明了节点电压敏感度向量方向与节点电压向量增量的方向相同, 并且其模反映了故障元件参数变化量到节点电压向量的权重。以修正后的节点电压灵敏度向量为故障特征建立故障字典, 提出一种容差条件下的故障诊断判定算法, 可以有效地实现模拟电路元件参数在一定容差范围内随机变化条件下的单一软故障诊断。针对ITC’97 Benchmark 电路中的连续时间状态可变滤波器电路, 仿真实验实现了10％容差条件下的故障诊断, 验证了该理论的正确性和方法的有效性。
关键词: 灵敏度向量；故障特征；故障字典；判定算法
故障特征
设如图1所示线性时不变电路C共有N+1个节点, 其中第N+1个节点作为参考节点接地, M个节点的电压可测, 测试点电压用向量V表示。不失一般性, 设电路由一个独立电流源 激励。C中的一个电阻gi跨接在电路的第i个端口。如图2所示当电阻gi发生故障时, 即其电导值由gi变为 , 测试点电压变为 。
定理1: 向量 的方向由电阻gi在C中所处的位置决定。
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