[發明專利]基于定性推理的放大電路故障傳播分析方法

有效

• 申請號: 201310145497.1
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103226636A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 趙廣燕;陳忱;孫宇鋒;胡薇薇;丁瀟雪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

（一）技術領域：

本發明涉及一種基于定性推理的放大電路故障傳播分析方法，利用層次化定性建模與定性推理對放大電路中單點故障的傳播過程進行分析，得到放大電路的故障影響分析結果，該方法屬于可靠性建模與仿真分析領域。

（二）背景技術：

故障傳播是可靠性系統工程研究的前沿方向之一，其本質是故障信號在網絡中的流動過程，正是網絡各組成單元間的連接決定了故障信號具有可傳播性。電路故障傳播研究的是故障信號在電路中的傳遞情況，以及局部故障造成的周圍電路或電路整體功能的影響，該研究可以為電路故障診斷、FMEA、測試性分析、潛通路分析等技術的智能化和自動化發展提供支持，對可靠性系統工程的發展意義重大。

目前，國內外關于電路故障傳播分析的研究主要分為基于圖論、基于petri網、基于復雜網絡、基于元胞自動機，以及基于定性推理分析這五種。相比于其它四種方法，定性推理分析方法由于其適用范圍廣、建模簡單等特點具有明顯優勢，已逐漸成為相關領域的熱點研究方向。特別是在大規模復雜系統定量建模和仿真困難的情況下，利用定性推理分析方法能夠建立相對簡單的模型，處理符號、語言和圖形等多種形式的信息，易于使用。然而，現有的一些定性建模、分析工具，如Connectivity?Method、DIANA系統、SPS方法等，都著重解決電路的結構性故障（如開路與短路），而很少考慮性能參數變化引起的非結構性故障。

鑒于此，本發明主要針對放大電路中的結構性故障與非結構性故障，提出一種基于定性推理的智能化故障傳播推理分析方法，完成對放大電路的故障影響分析，以解決放大電路系統中故障傳播帶來的種種實際問題。

（三）發明內容：

1、目的：本發明的目的是提供一種基于定性推理的放大電路故障傳播分析方法，它是針對放大電路中的結構性故障與非結構性故障，通過對電路元器件、功能模塊、電路系統完成層次化定性建模，建立放大電路的故障傳播定性網絡模型，并制定相應的故障傳播推理機制，利用定性推理的方法完成對所建模型的故障傳播分析。本發明旨在擴展故障傳播領域現有定性分析方法與工具的適用范圍，以解決放大電路系統中因故障傳播造成的種種實際問題。

2、技術方案：本發明是通過以下技術方案實現的。

首先引入幾個基本定義。

定義1：故障信號：電性能信號偏離其標稱值的表示，包括偏離的方式和程度，符號為I，以六維向量的形式表示，表達式如下。

I=[u/i，DC/AC，直流偏置，頻率，幅值；強度]

其中，向量各維參數含義如下所示。

定義2：故障傳播阻值：表示電路中節點對故障信號的抵御能力，即輸入信號偏移影響輸出信號偏移的難易程度，符號為L，表達式如下。

其中，∞、high、1、low、0為描述故障傳播阻值的五種定性值。

定義3：連通性模型：一種定性推理模型，通過有向圖的形式給出電路系統中元器件不同輸入故障信號與輸出故障信號之間的匹配關系及其成立條件。連通性模型示意圖如圖1所示。

定義4：定性網絡模型：一種由連通性模型構成的多層次網絡模型，其層次劃分與電路系統的層次劃分相對應。定性網絡中的每一層都用有向圖的形式表示組成單元間物理或功能邏輯的連接關系和故障信號傳輸方向，網絡中的節點為相應層次實際物理結構（元器件、功能模塊、電路系統）的定性表達。放大電路系統定性網絡模型示意圖如圖2所示。

定義5：節點影響機制：輸入故障信號I_in使元器件受影響，產生特定輸出故障信號I_out的規則。包含如下兩方面內容。

（1）故障信號屬性匹配關系：如圖1所示。實線代表存在輸入輸出故障信號匹配關系，虛線表示輸入故障信號I_in不傳播，即不產生輸出故障信號I_out。針對具有不同屬性的輸入故障信號I_in，通過圖1所示對應關系，可得到其相應的輸出故障信號I_out的屬性以及故障傳播阻值L。

（2）故障信號強度轉換規則：如表格1所示。根據故障傳播阻值L，判定元器件對故障信號的影響，以及輸入輸出故障信號之間的強度變化關系。

表格1故障信號強度轉換規則