模拟电路故障诊断

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浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法模拟电路故障是指在电路正常工作过程中,由于某种原因导致电路无法正常工作或工作异常的情况。

模拟电路故障的原因多种多样,如元器件失效、电路连接错误、环境干扰、电路设计错误等。

诊断模拟电路故障是保证电路正常工作的关键,下面就模拟电路故障的原因及其诊断方法进行简要介绍。

模拟电路故障的原因主要包括以下几种:1. 元器件失效:元器件的寿命有限,超过寿命或者因为质量问题导致的失效都会引起电路故障。

电阻值漂移、电容电感损坏等。

2. 连接错误:电路中的连接错误会导致信号传输出错或者失去连接,从而造成电路故障。

连接线脱落、接插件接触不良等。

3. 环境干扰:模拟电路对环境的敏感度较高,电磁干扰、温度变化等都会对电路产生干扰,导致电路工作不正常。

4. 电路设计错误:电路设计中存在错误或者优化不足都会引起电路故障,电源电压不稳、放大器增益过高等。

针对模拟电路故障,可以采用以下一些常见的诊断方法:1. 观察法:通过观察电路工作现象来判断是否存在故障。

观察电路输出波形、测量电路参数等,从而确定电路是否存在异常。

2. 概率法:通过统计学概率方法来分析电路工作过程中的异常情况,从而判断是否存在故障。

采用概率统计来判断电路中元器件失效的概率。

3. 逐步法:通过逐步排查法来确定故障点。

即从整个电路中逐步排除正常部分,最终确定故障所在。

先检查电源电压、再逐步检查放大器、滤波器等电路部分。

4. 测试器法:利用各种测试仪器设备进行故障诊断。

使用示波器、信号发生器等仪器来观察电路工作状态,从而判断故障原因。

模拟电路故障的原因及其诊断方法多种多样,需要根据实际情况选择合适的方法进行故障诊断和修复。

对于模拟电路的设计和测试要严格把关,以减少故障出现的可能性。

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析模拟电路是电子电路的一个重要组成部分,但由于其设计需要的精度较高,加之使用过程中受到环境、电源等多种因素的影响,故障比较常见。

本文主要介绍模拟电路常见故障的诊断及处理分析,希望能够对大家有所帮助。

一、故障现象及其原因1.电路无反应,电压和电流均为零原因:电源接线不良或断路,电源电压太低,连接器等接触不良。

解决方法:检查电源接线及电源电压,检查各连接器是否接触良好。

2.电路有响应,但输出信号偏差很大原因:元件参数不匹配,元件老化,电源电压不稳定。

3.偏置电压过高或过低解决方法:稳定偏置电源电压,更换合适的元件。

4.噪音过大原因:接线不良,电源干扰,元件老化或损坏。

解决方法:检查接线,加强电源滤波,更换损坏的元件。

5.信号失真二、故障诊断方法1.查看电路图首先需要查看电路图,确定电路的基本结构和各元件参数。

可以通过比较电路图和手册,了解元件的特性参数和使用注意事项,帮助诊断故障。

2.筛查故障点在确定故障原因后,需要进行故障点的筛查。

首先需要检查电源接线是否良好,以及各连接器是否接触良好;其次需要检查元件的参数,如是否符合电路图、损坏情况等;最后需要检查电路的负载和电源等外部环境因素。

3.逐步排除故障在确定故障点后,可以逐步排除故障。

首先可以尝试更换故障元件,比较其输出信号是否正常;其次可以对电路进行调整,如改变参数,减轻负载等;最后可以采取替换器件、更换电源等选项进行处理。

三、故障处理注意事项1.保护现场安全在进行故障处理时,需要注意保护现场安全。

首先需要断开电源电缆,以免发生电击危险;其次需要做好防护措施,如佩戴绝缘手套等;最后需要进行故障排查前的备品备件工作,如备好替换器件、备好电源等。

在进行故障排除时,需要逐步排除故障。

首先需要确定故障点,再进行调整和替换,从局部逐步扩展范围,最终确定故障点和解决方案。

3.注意保养电路在电路使用过程中,需要及时保养电路,如及时更换老化的元件,保养电源等。

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法模拟电路是电子技术中重要的一部分,广泛应用于各种电子设备中。

模拟电路故障是在实际应用中难免会遇到的问题。

面对模拟电路故障,正确的诊断方法是至关重要的。

本文将就模拟电路故障的原因和诊断方法进行浅谈。

一、模拟电路故障的原因1.元器件故障模拟电路中的元器件可能会出现各种各样的故障,比如电阻偏移、电容漏电、二极管击穿、晶体管失效等。

这些故障往往会导致整个电路的失效或性能下降。

2.连接问题连接问题是导致模拟电路故障的常见原因之一。

连接问题可能包括接触不良、线路断开、焊接点松动等。

这些问题会导致信号传输不畅或者干扰信号的正常传输。

3.环境因素模拟电路的工作环境往往比数字电路更加苛刻,温度、湿度、尘埃等环境因素都会对模拟电路的正常工作产生影响。

特别是在一些极端的环境下,比如高温、高湿、强磁场等,模拟电路更容易出现故障。

4.设计缺陷模拟电路的设计缺陷也是引起故障的重要原因。

可能是电路设计不合理,或者是元器件选型不当,这些设计缺陷都会大大增加电路故障的概率。

二、模拟电路故障的诊断方法1.观察法在进行模拟电路故障诊断时,首先要做的是进行仔细观察。

观察电路的工作状态、元器件的外观、焊接点的情况等。

通过观察可以初步判断电路故障的可能原因,为后续的诊断工作提供重要的参考依据。

2.测试仪器法测试仪器是模拟电路故障诊断中必不可少的工具。

比如万用表、示波器、逻辑分析仪等,在进行故障诊断时都会发挥重要作用。

通过测试仪器可以对电路的各种参数进行精确测量,从而找出故障的具体位置和原因。

3.逐步排除法在诊断模拟电路故障时,往往需要采用逐步排除的方法。

从整个电路系统入手,将电路分成若干部分,逐步进行检查和测试,最终找出故障的具体位置和原因。

这种方法需要具有丰富的经验和耐心,但往往可以取得良好的效果。

4.仿真模拟法对于一些复杂的模拟电路,往往需要采用仿真模拟的方法进行故障诊断。

通过计算机软件进行模拟,可以对电路进行全面的测试和分析,找出电路的潜在问题,并据此进行修正和优化。

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析模拟电路在现代电子设备中起着至关重要的作用,它们被广泛应用于各种电子产品中,包括手机、电脑、音响和家用电器等。

由于各种原因,模拟电路出现故障的情况也是不可避免的。

正确地诊断和处理这些故障对于维护和修复电子设备至关重要。

在本文中,我们将讨论模拟电路常见的故障,并提供一些诊断和处理的方法。

我们来看一些常见的模拟电路故障类型。

1. 电源问题:电源是模拟电路工作的基础,因此电源问题是最常见的故障类型之一。

电源问题可能包括电源线路断路、电源过压或欠压等。

这些问题可能导致电路无法正常工作或者损坏电路元件。

2. 芯片故障:模拟电路中的集成电路芯片可能会出现各种故障,包括短路、断路、过热等。

芯片故障会导致整个电路无法正常工作。

3. 元件老化:在长时间使用中,电子元件可能会受到老化的影响,例如电容器漏电、电阻值发生变化等。

这些问题会影响电路的性能。

4. 接线问题:模拟电路的接线问题也是常见的故障类型,它可能包括接触不良、线路断裂等。

这些问题会导致电路连接不良或者失去连接,从而影响电路的正常工作。

以上只是模拟电路常见故障类型的一部分,实际上还有很多其他可能的故障类型。

接下来,我们将讨论一些常见的诊断和处理方法。

1. 电源问题的诊断和处理电源问题是模拟电路中最常见的故障之一,因此正确地诊断和处理电源问题至关重要。

当电路无法正常工作时,首先应该检查电源线路是否存在断路或短路。

如果发现断路,应该及时修复或更换电源线路。

如果存在过压或者欠压的问题,应该检查电源供应器件,如变压器、稳压器等,确保它们工作正常。

当模拟电路中的芯片出现故障时,首先应该检查芯片是否过热。

如果芯片过热,可能是由于过大的工作电流、工作温度过高等原因。

此时应该停止电路工作,让芯片冷却一段时间。

如果芯片依然无法正常工作,可能是芯片本身出现问题,此时应该更换芯片。

模拟电路的接线问题可能包括接触不良、线路断裂等。

当电路出现连接不良或者失去连接的问题时,应该逐一检查电路中的连接部分。

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析一、引言模拟电路是电子技术中的一个重要领域,其应用范围广泛,包括通信系统、传感器、放大器、滤波器等多种电子设备和系统。

在模拟电路中,由于电子元件的特性、外部环境因素以及制程工艺等多种因素的影响,常常会出现各种故障现象。

对模拟电路的常见故障进行准确的诊断和处理分析,是保障电子设备和系统正常运行的关键。

本文将针对模拟电路中常见的故障进行分析,并介绍其诊断和处理方法,以期帮助电子工程师和技术人员更好地解决实际应用中的故障问题。

二、常见故障及诊断方法1. 漏电流故障漏电流故障是模拟电路中常见的故障之一,其主要表现为电路中出现未预期的电流流动。

漏电流故障的诊断方法包括使用万用表或示波器对电路中的电流进行测量,通过测量结果判断漏电流的大小和方向,并进一步查找故障元件或连接部件。

处理方法:首先应检查电路中各个元件和连接部件的接触情况,确保连接紧固可靠;其次可以通过逐步断开电路中的元件或连接部件,逐一检查每个部件的工作状态,从而定位并解决漏电流故障。

2. 干扰故障干扰故障是指由于外部电磁场、电压突变或其他原因导致电路中的异常信号波形。

诊断方法主要是通过示波器对电路中的信号进行观测,分析波形变化情况,从而确定干扰源和干扰传播路径。

处理方法:可以通过在电路中增加滤波器、隔离器等器件,对外部干扰进行屏蔽和抑制;合理的布局和设计电路板也可以减少外部干扰对电路的影响。

3. 温度故障温度故障一般是由于电路元件在工作过程中产生过热现象而引起的。

诊断方法主要是通过红外热像仪等设备对电路元件进行实时监测,发现过热元件并及时采取措施进行降温。

处理方法:对于常见的过热元件,可以考虑适当增加散热器或风扇进行散热;也可以通过合理地设计电路布局和安装位置,减少元件间的热量传导。

4. 噪声故障噪声故障是指电路中出现不期望的高频干扰信号。

诊断方法主要是通过示波器或频谱分析仪对电路中的信号进行频谱分析,确定噪声信号的频率和幅度,并进一步查找噪声源和传播路径。

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法模拟电路故障是指在模拟电子系统中出现的电路不正常、功能失效或性能退化等问题。

其原因可以归结为设计缺陷、元器件故障、接触不良、温度变化等多方面的因素。

对于模拟电路故障的诊断,常用的方法包括实验观察法、信号比较法、特征参数比较法和故障分析法等。

模拟电路故障的原因主要有以下几个方面:1.设计缺陷:不合理的电路设计、参数设置不当、工艺要求不符等,会导致电路故障。

电路中的元件阻值选取不当、电容电感参数不符合要求等,都可能导致电路失效。

2.元器件故障:电路中的元器件如晶体管、二极管、电容等出现老化、损坏等问题,都会导致电路故障。

晶体管失效、电容短路等。

3.接触不良:模拟电路中的接插件、连接线路等接触不良,都可能导致电路失灵。

插头插座接触不良、焊接接触点不良等。

4.温度变化:模拟电路中的元器件在工作时会产生热量,温度变化可能导致电路故障。

温度过高导致元器件性能下降,或者由于热胀冷缩而导致接触不良等。

对于模拟电路故障的诊断,可以采取以下方法:1.实验观察法:通过实验逐步排除不同可能原因,观察电路的变化,找出故障所在。

可以通过更换元件、改变电路连接方式等进行实验观察。

2.信号比较法:通过对正常工作的电路和故障电路的输出信号进行比较分析,找出故障所在。

可以通过示波器测量电路的输入输出信号,对比正常工作时的信号波形,找出异常的地方。

4.故障分析法:通过对故障电路的线路、元件等进行分析,找出故障的可能原因。

可以通过布线图、原理图等进行分析,找出可能存在的故障点。

模拟电路故障的原因多种多样,诊断方法也需要根据具体情况灵活运用。

在实际应用中,结合多种方法进行综合分析和排查,可以更准确地找出故障所在,有效解决模拟电路故障问题。

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法模拟电路是指根据电子元器件的原理和特性进行设计和实现的电路,用于处理连续变化的信号。

与数字电路不同,模拟电路更加复杂,容易受到各种因素的影响,并且故障的原因也更加多样化。

本文将从常见的模拟电路故障原因以及诊断方法进行探讨。

1. 元器件问题:模拟电路中使用的元器件质量不良或老化,会导致电路工作不正常甚至损坏。

元器件问题主要包括元器件选用不当、元器件老化以及焊接问题等。

2. 温度问题:模拟电路工作时,会涉及到电路元器件的温度问题。

高温会引起元器件的漏电流增加,甚至烧毁元器件。

而低温则可能导致元器件的参数发生变化。

温度问题通常与散热不良有关。

3. 电源问题:电源是模拟电路工作的基础,电源电压不稳定、电源噪声等问题都可能导致电路的工作不正常。

特别是电源电压不稳定,可能导致电路输出信号波动或偏移。

4. 地线问题:模拟电路中的地线连接不良或者存在回流问题,都会引起电路的工作不正常。

特别是对于高频信号的模拟电路来说,地线问题更加显著,可能导致信号互相干扰。

5. 输入信号问题:模拟电路的输入信号可能存在噪声、谐振、幅度变化等问题。

输入信号问题直接影响到输出信号的准确度和稳定性。

1. 观察法:通过观察电路的工作状况,例如是否有异常热点、是否有烧毁痕迹等,可以初步判断故障的位置。

观察法适用于故障比较明显的情况。

2. 逐级测量法:对于复杂的模拟电路,可以采用逐级测量的方法进行故障诊断。

根据电路的工作原理和信号传递路径,从输入端逐级测量各个节点的电压、电流等参数,以判断故障在哪个部分。

逐级测量法适用于故障位置不明确的情况。

3. 模拟仿真法:借助电路仿真软件,可以对模拟电路进行仿真分析,找出可能存在的问题。

模拟仿真法可以先对电路进行虚拟实验,发现问题后再进行实际的检测和修复。

4. 热测法:通过红外线热像仪等设备,可以对电路进行热图检测,找出故障的位置。

热测法适用于温度问题导致的故障。

5. 信号分析法:对电路的输入和输出信号进行分析,找出信号的变化规律,类比于故障的可能原因。

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法

浅谈模拟电路故障原因与诊断方法模拟电路故障是指模拟电路中出现的各种异常情况,这些异常情况可能导致电路性能下降甚至完全失效。

模拟电路故障可能由多种原因引起,包括元件故障、布局设计问题、连接问题等。

本文将就模拟电路故障的一些常见原因以及诊断方法进行讨论。

1. 元件故障:模拟电路中的元件可能出现老化、烧毁等问题,导致电路异常。

电容器可能出现泄漏或短路,电阻器可能出现开路或短路等。

这些故障可能是由于元件质量问题、过电压或过流引起的。

2. 布局设计问题:模拟电路的布局设计问题可能导致电路故障。

如果布局中存在电压噪声干扰源附近的敏感元件,可能会导致电路出现异常。

布局还涉及到地线和电源线的规划,如果没有合理地规划电源和地线,可能会导致电源噪声和地回路问题。

3. 连接问题:模拟电路中连接问题也是常见的故障原因。

连接问题可能涉及到引脚接触不良、线缆损坏等。

这些问题可能导致信号传输不良,进而导致电路无法正常工作。

1. 观察与检查:首先需要观察电路的工作状态,并检查元件的外观。

这包括检查是否有明显的损坏痕迹、是否有烟雾、异味等。

同时还可以通过观察指示灯、示波器等工具来判断电路的工作状态。

2. 使用测试仪器:使用测试仪器如万用表、示波器等来进行故障诊断。

可以使用万用表来测量电阻、电容等元件的数值是否正常;使用示波器来观察信号波形是否正常。

3. 逐步替换法:逐步替换法是一种较为常用的故障诊断方法。

通过将电路中的元件逐一替换,可以定位出有问题的元件。

可以先替换电源,再替换电容等一系列元件,以确定引起故障的元件。

4. 投入法:投入法是指通过逐步将信号源或数据输入电路,排查导致故障的模块。

可以依次测试各个模块的输入输出是否正常,从而定位故障所在。

以上便是浅谈模拟电路故障原因与诊断方法的内容,希望对读者有所帮助。

模拟电路故障的原因多种多样,所以诊断方法也是多样化的,需要综合运用多种方法来诊断和解决问题。

在诊断时,需要全面考虑各种可能的原因,并结合故障现象进行分析。

模拟电路常见故障的诊断及处理分析

模拟电路常见故障的诊断及处理分析模拟电路常见故障种类复杂多样,如电源故障、信号失真、频率漂移等。

针对模拟电路的这些故障,我们需要采用一些实用的修复方法进行快速诊断和处理。

下面,我们来分析一下模拟电路常见故障的诊断及处理方法。

一、电源故障电源故障是模拟电路中最常见的故障之一,其特点是电路无法正常工作或工作不稳定。

电源故障主要表现为电源电压降低或波动、电源供电干扰等。

在诊断时,可以用示波器来检测电源电压稳定性,观察电压骤变、波动等情况,以确定电源是否正常。

若发现电源不正常,可以检查电源及其分配线路以及电容电感等电源附属元件是否损坏或连接不良。

在设计模拟电路时,应该采用高质量、高性能的电源供电。

二、信号失真信号失真是模拟电路中比较常见的故障,它会使信号变形,影响电路的正常工作。

信号失真分为两种:线性失真和非线性失真。

线性失真是指信号经过电路后,输出信号与输入信号不同、振幅大小不同的现象。

非线性失真则是指信号经过电路后,输出信号与输入信号不同、不符合原输入信号特性的现象。

在检测信号失真时,可以用示波器观察信号波形是否与原始信号相同。

如果不同,就需要进行进一步的检查。

若是线性失真,则需要检查电路中电阻、电容、电感等元件是否连接正确,值是否符合要求。

而非线性失真则可能与电路元件参数不正常、谐振等原因有关。

在设计模拟电路时,需要合理选择电路元件参数以及防御非线性失真的措施,例如使用反馈电路、加入限制器等。

三、频率漂移频率漂移是指信号频率不稳定或漂移的现象。

这种故障通常出现在振荡电路、滤波电路等模拟电路中。

因此,在出现频率漂移的情况下,需要重新调整电路元件,使电路频率稳定。

在检查电路中是否存在频率漂移时,可以使用频率计、示波器等工具进行检查。

若发现频率漂移,则需要检查电路中谐振元件是否损坏、电容电感是否连接不良、电源电压是否稳定等元件和因素,以及进行相应调整。

总的来说,在模拟电路故障诊断和处理时,首先需要确定故障类型,并采用合适的检测工具进行检查。

模拟电路故障诊断方法综述

模拟电路故障诊断方法综述模拟电路故障诊断是电子工程领域中的一个重要问题。

在电路设计和维护过程中,故障诊断是必不可少的。

本文将综述几种常见的模拟电路故障诊断方法。

1. 信号分析法信号分析法是一种常用的模拟电路故障诊断方法。

该方法通过对电路输入和输出信号的分析,确定电路中存在的故障类型和位置。

在信号分析法中,可以使用示波器、频谱分析仪等仪器对电路的输入和输出信号进行测量和分析。

通过比较输入和输出信号的差异,可以确定电路中存在的故障类型和位置。

2. 参数测量法参数测量法是一种基于电路参数测量的故障诊断方法。

该方法通过测量电路中各个元件的参数,确定电路中存在的故障类型和位置。

在参数测量法中,可以使用万用表、电桥等仪器对电路中各个元件的参数进行测量。

通过比较测量结果和理论值的差异,可以确定电路中存在的故障类型和位置。

3. 故障模拟法故障模拟法是一种基于故障模拟的故障诊断方法。

该方法通过模拟电路中可能存在的故障,确定电路中存在的故障类型和位置。

在故障模拟法中,可以使用故障模拟器对电路中可能存在的故障进行模拟。

通过比较模拟结果和实际测量结果的差异,可以确定电路中存在的故障类型和位置。

4. 热故障诊断法热故障诊断法是一种基于热效应的故障诊断方法。

该方法通过测量电路中各个元件的温度,确定电路中存在的故障类型和位置。

在热故障诊断法中,可以使用红外热像仪等仪器对电路中各个元件的温度进行测量。

通过比较测量结果和理论值的差异,可以确定电路中存在的故障类型和位置。

综上所述,模拟电路故障诊断方法有信号分析法、参数测量法、故障模拟法和热故障诊断法等。

在实际应用中,可以根据具体情况选择合适的故障诊断方法。

同时,需要注意的是,在进行故障诊断时,应严格按照操作规程进行,以确保诊断结果的准确性和可靠性。

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模拟电路故障诊断摘要模拟电路故障技术近年来得到了迅速的发展、取得了许多可喜的成果。

该文探讨了这一领域中一些重要的热门研究问题,主要包括:基于专家系、神经网络、模糊理论、小波变换等理论发展起来的模拟电路故障诊断的新理论和新方法;重点介绍了作者总结的上述各种方法的基本原理、优缺点及其发展现状;对其他一些智能方法也进行了简要介绍;最后指出了模拟电路故障诊断技术的发展趋势:关键词:模拟电路;故障诊断;专家系统;神经网络;模糊理论;小波变换AbstractIn recent years the fault diagnosis technique of analog Circuit is developed rapidly,and has led to many new results.In this paper,firstly,some important issues in this area,including expert system,neural network,fuzzy theory,wavelet transform and their application in fault diagnosis of analog circuit,are elaborated.The emphasis is focused on summarization work by the author,such as main principle,respective advantage and disadvantage and presented development of above new thories and methods.secondly,some other intelligent methods and their applications are also described.Finally,the development trend of the fault diagnosis technology of analogy of analog Circuit is also presented.KEYWORDS:Analog circuit;Fault diagnosis;Eepert system;Neural network;Fuzzy theory;Wavelet analysis目录一:引言 (1)二:模拟电路故障诊断方法的分类 (1)三:现代模拟电路故障诊断理论和方法 (2)2.1 专家系统故障诊断方法 (2)2.2 神经网络故障诊断方法 (2)2.3 模拟故障诊断方法 (3)2.4 小波变换故障诊断方法 (4)2.5 多传感器信息融合故障诊断方法 (5)2.6 基于Agent技术的故障诊断方法 (6)2.7 基于其他理论的故障诊断方法 (6)四:结论 (8)结束语 (9)参考文献 (10)0 引言近年来,随着对模拟电路故障诊断技术研究的进一步深入,人们注意到模拟电路故障诊断有其自身的困难,进展比较缓慢,其主要困难有:(1)模拟电路的故障具有多样性,且其输入激励与输出响应以及网络中各元件参数等都是连续量,其故障模型比较复杂,且难以作简单的量化;(2)由于非线性、元件参数容差、噪声等多种因素的存在,引起电路工作特性的偏移,电路的输入输出关系复杂,使许多诊断方法失去准确性和稳定性;(3)模拟电路中广泛存在着非线性问题,随着电路规模的线性增大,计算则以指数形式增加;大量反馈回路的存在,也增加了计算和测试的复杂性;(4)现代电子电路通常是多层的或被封装的,可测电压的可用节点数非常的有限,导致可用作故障诊断的信息量不够充分,造成故障定位的不确定性和模糊性。

所以,以往对模拟电路故障诊断的研究主要停留在中小规模线性无容差或小容差的情况,有些方法也已成功应用于工程实际。

但,如何有效解决模拟电路的容差和非线性问题;又如何解决故障诊断的模糊性和不确定性的问题等等,是今后迫切需要解决的困难。

由于上述问题很难用传统的数学方法描述,人工智能技术则因其善于模人处理问题的过程,容易顾及人的经验并具有一定的学习能力等特点,在这一领域得到了广泛应用。

本文的主要内容是以非线性系统为例,介绍人工智能技术的基本概念,重点分析基于上述理论的单一、综合智能方法在模拟电路故障中的应用特点以及存在的主要问题,以促进该研究领域的进一步发展。

1模拟电路故障诊断方法的分类模拟电路的故障诊断方法以人工智能新理论的出现为界线,可分为两类:一是经典常规的模拟电路故障诊断的方法,二是现代模拟电路故障诊断的方法。

经典常规的模拟电路故障诊断方法主要包括;故障字典法、元件参数辨识法和故障验证法,这三种方法已成功应用于线性系统的工程实际,但却未达到预期的效果,如不能解决非线性系统的故障诊断、不能有效诊断多故障和软故障等等。

并且,在实际诊断过程中,由于元器件参数件的容差以及电路中广泛存在的非线性问题,会直接影响到诊断技术的诊断效果,特别是会导致故障误报和诊断方法灵敏度理论降低甚至失灵。

随着越来越多的人工智能新理论的出现,人们逐渐意识到将神经网络等智能理论新理论用于模拟电路故障诊断领域,将对模拟电路故障诊断理论和技术的发展有着重要的影响。

由此产生的现代模拟电路故障诊断技术,从某种意义上讲,形成了这一领域新的研究方向。

它部分解决了故障诊断的模糊性和不确定性等经典常规方法不能解决的各类问题,适用于解决非线性系统的故障。

2现代模拟电路故障诊断理论和方法目前,常见的人工智能技术主要包括专家系统、神经网络、模糊理论、小波变换等。

人工智能技术由于其善于模拟人类处理问题的过程,容易顾及人的经验以及具有一定的学习能力等特点在模拟电路故障诊断领域得到了广泛的应用。

由此开发出的综合自动故障诊断系统,对于难以建立数学模型的电路的故障,可实现故障的快速、准确定位,使检修人员对问题的认识更具全面性、有效性和针对性。

2.1专家系统故障诊断方法专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一,它是一个智能计算程序系统,其内部具有大量专家水平的某个领域知识与经验,应用人工智能技术,根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题。

按其所求解问题的性质,可把它分为几种类型,其中的诊断专家系统的任务就是根据观察到的数据来推断出故障原因。

专家系统在模拟电路故障诊断中的典型应用是基于产生式规则的系统,其基本工作原理是:首先把专家知识及其诊断经验用规则表示出来,形成故障诊断专家系统知识库,进而根据报警信息对知识库进行推理,诊断出故障元件。

基于产生式规则的故障诊断专家系统得以广泛应用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。

模拟电路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;基于产生式规则的专家系统允许增加、删除或修改一些规则,以确保诊断系统的实时性和有效性;能够在一定程度上解决不确定性问题;能够给出符合人类语言习惯的结论并具有相应的解释能力等。

文献(8)提出了一种知识获取的多层流式的功能模型,可自动获取变电站的拓扑结构和保护配置等方面的知识,用于产生变电站停电后的恢复方案,原理上有创新。

瑞然专家系统能够有效的模拟故障诊断专家完成故障诊断过程,但在实际应用中仍存在一定缺陷,其主要问题是知识获取的瓶颈问题、知识难以维护,知识推理的“组合爆炸”和“无穷递归”问题以及不能有效解决故障诊断中许多不确定因素,这些为题大大影响了故障诊断的准确性。

另外,专家系统在自适应能力、学习能力及实时性方面也都存在不同程度的局限,鉴于上述困难,将其与本身具有信息处理特点的神经网络相结合,便可有效解决上述各个问题。

2.2神经网络故障诊断方法人工神经网络(ANN)是模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统,自1943 年首次提出以来,已迅速发展成为与专家系统并列的人工智能技术的另一个重要分支。

它以其诸多优点,如并行分布处理、自适应、联想记忆等,在智能故障诊断中受到越来越多广泛的重视,而且显示出巨大的潜力,并为智能故障诊断的研究开辟了一条新途径。

ANN技术特别适合处理那些故障诊断中无法用显性公式表示的、具有复杂非线性关系的情况,能够出色解决那些传统模式识别方法难以圆满解决的由于非线性、反馈回路和容差引起的问题;它以分布的方式存储信息,利用网络的拓扑结构和权值分布实现非线性的映射,利用全局并行处理实行从输入空间到输出空间的非线性信息变换,有效解决了复杂系统故障诊断中存在的故障知识获取的“瓶颈”、知识推理的“组合爆炸”等问题。

但如何选择一种合适的网络结构和规模,以保证算法的收敛性、快速性、实时性以及学习样本的完整性和代表性,将是进一步深入研究的问题。

应用ANN技术解决故障诊断问题的主要步骤包括:根据诊断问题组织学习样本、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。

常用故障诊断的ANN有BP网、Hopfield网、SOM网和ART网络等。

采用BP网络可有效解决非线性问题;采用Hopfield网络可用来诊断正常元器件容差条件下的多故障问题,并采用其优化算法可实现全局最优问题;采用SOM网络解决模拟电路故障诊断容差问题的方法,可以对单和多软、硬故障进行有效识别,迅速定位,加上本身良好的泛化特性,可有效客服容差因素对故障定位的影响。

鉴于ANN诸多的优点及专家系统固有的缺点,将两者相结合是今后故障诊断研究的热点,两者具有极强的互补性。

神经网络专家系统的高层逻辑模型不同,它是一种底层数值模型,信息处理是通过大量的简单处理元件之间的相互作用二进行的,它将逻辑推理与数值运算相结合,利用ANN的学习、联想记忆、分布式并行信息处理功能,解决诊断系统中的不确定知识表示、获取和并行推理等问题,通过对经验样本的学习,将专家知识以权值和阀值的形式存储在网络中,并利用网络的信息保持性来完成不精确推理,较好地模拟了专家凭经验、直觉二不复杂的计算推理过程。

ANN法虽然有利于客服专家系统的知识获取瓶颈、知识库维护困难等问题,但它不适于处理启发性知识。

而且由于ANN技术本身不够完备,其学习速度慢,训练时间长以及解释功能我弱,从而影响了它的实用化。

同时,如何设计适用于大规模模拟电路的神经网络故障诊断系统仍是一个有待进一步研究的问题。

2.3模糊故障诊断方法对于复杂电路,特别是模拟电路的故障诊断,由于元器件的容差、非线性及电路噪声的影响,故障与征兆之间的关系用传统的电路理论难以求得精确解,出现了模糊现象。

模糊故障诊断方法,就是依据专家经验在故障征兆空间与故障原因空间之间建立模糊关系矩阵,再将各条模糊理论规则产生的模糊关系矩阵进行组合,根据一定的判定阀值来识别故障元件。

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