[发明专利]一种基于故障编码的模拟电路故障测试节点选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于故障模糊集编码的模拟电路测试节点选择方法，以待选测试节点的故障模糊集数量最多及故障模糊集方差最小为优先选择测试节点原则，选择最优的测试节点集。 

背景技术

作为电网络理论的一个非常重要分支，模拟电路故障诊断由于其方程可解性问题的瓶颈限制，直到1962年，R.S.Berkowitz等人提出了模拟电路故障诊断的可解性需求，电网络理论部分才有了新的分支——故障诊断。1979年Navid 和Willson给出了对于线性电阻电路而言，电路元件参数值可解的充分条件，为模拟电路故障诊断奠定了理论基础。目前，模拟电路故障诊断已经称为国际国内领域研究的热点问题之一。 

模拟电路故障诊断通常包含三个主要的步骤：测试变量的采集与存储；测试节点的选择；故障隔离。 

对于等效故障的节点选择，必须选择不同的测试节点才有可能完成故障隔离，所谓等效故障指的是如果某两个故障在相同的模糊集中，则这两个故障具有相同的故障特征，不可区分。因此节点选择的最终目的是通过一定的算法选择合适的节点，达到分离所有故障的目的。通常，电路中并不是所有的节点都是待选节点，对于所有待选节点进行数据的采集也是不现实的，而故障测试节点选择的好坏直接影响到电路故障检测的性能。 

目前，测试节点的选择主要是将大量模糊集两两之间进行求交运算得到，但是，该方法不但运算量大，耗时长，且易导致系统的实时诊断效果差，难以达到实际应用的要求，适用范围小；另外，由于在测试节点的选择过程中，缺乏选择判据，所以，得到的测试节点集往往不是最优的。 

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种运算量较小，耗时短，适用范围广的基于故障编码的模拟电路故障测试节点选择方法。 

 本发明的技术方案是：其包括以下步骤： 

（1）采集测试变量:对待测电路每个待选节点处，采集各类故障状态下的电压测试变量；

（2） 对所有待选节点，划分节点故障模糊集；

（3）删除已可隔离的故障模式；

（4）建立待选节点与待隔离故障关系表格；

（5）将待选节点与待隔离故障关系表格重排，具有优先级较高的节点排在行号较小的位置；

（6）节点选择：对已经排列好的测试节点与故障模式关系表格，优先选择行号小的节点作为测试节点，并更新故障代码；

（7）判断所有故障代码是否唯一：如果不是，则返回步骤（3）；如果是，说明所选节点已具备隔离所有故障的能力，则选择过程结束。

所述步骤（1）中电压测试变量的采集通过数据采集板或计算机仿真完成。 

所述步骤（1）中，对待测电路每个待选节点处，可采集各类故障状态下的电流测试变量，用来代替电压测试变量。 

所述步骤（2）中，节点故障模糊集的划分方法为，在已经采集到电路所有待选节点在不同故障模式下的电压测试变量值后，对每个待选节点执行以下步骤： 

（a）以正常工作模式下的电压测试变量值为中心，从中心值向左右各扩展0.7V（V表示电压单位伏特），得到第一个模糊域，搜索电压测试变量落入该模糊域的所有故障模式，得到第一个故障模糊集；

（b）再取一个未归入故障模糊集的故障模式，取其测试变量值作为新的模糊域的中心，上下各扩展0.7V（V表示电压单位伏特）作为新的模糊域，并搜索电压测试变量落入该模糊域的其它故障模式，得到新的故障模糊集；（在具体操作的过程中，如果两个相邻的模糊域的边界有重叠交叉的区域，则存在交叉边界的两个模糊域各自向中心值收缩，直至两个模糊域边界之间有0.1V以上的缝隙）。

（c）不断重复第（b）步，直至所有故障模式均包含在确定的故障模糊集中。每个节点所划分的故障模糊集的集合，即节点故障模糊集。 

所述步骤（3）中，可隔离的故障模式判别依据是：当某个故障模糊集中只包含一种故障模式时，则该故障模式就是可隔离的。 

所述步骤（4）中，建立待选节点与待隔离故障关系表格的具体操作为：对于N个待选节点，M种待隔离故障模式的情况，建立N行M列的表格，其中每个待选节点占一行，每种故障模式占一列，表格中的内容为故障在对应节点中的故障模糊集编号。 

所述故障模糊集编号的概念为：假设利用节点 处采集的测试变量一共可以划分个故障模糊集，对该个故障模糊集按模糊域中心值从小到大的顺序排列，然后以自然数递增的顺序对排序后的故障模糊集进行编号。