一种模拟电路故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种模拟电路故障诊断方法，首先对于各个元件进行无故障和两个故障条件下的仿真得到测点的无故障电压值和两个故障电压值，根据三个电压值得到元件对应的特征圆，求取特征圆的交点得到混叠电压，并得到元件的等效激励；当电路发生故障，计算故障电压到各特征圆的最短距离，如果小于等于1个最短距离小于预设阈值，最小最短距离对应的元件即为故障元件，否则从所有混叠电压中找出与故障电压最接近的混叠电压，分别采用对应元件的等效激励来激励故障电路，将得到的响应电压相量序列平移后与对应元件的特征圆比较，最大相似度对应的元件即为故障元件。本发明采用将“点”诊断变成“线”诊断，提高了故障诊断的精确性、稳定性和鲁棒性。

主权项

一种模拟电路故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：S1：仿真获取被测模拟电路每个元件的特征圆，包括以下步骤：S1.1：输入电压对模拟电路进行无故障仿真，得到测点t的无故障电压${\stackrel{·}{U}}_o=U_{\mathrm{or}}+U_{\mathrm{oj}}j;$S1.2：依次将第i个元件的参数x_i更改为x_i1和x_i2分别进行仿真，i的取值范围为i＝1,2,…,NF，N_F表示元件数量，得到测点t的故障电压，分别记为计算得到第i个元件单独作用的输出电压${{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_2={\stackrel{·}{U}}_2-{\stackrel{·}{U}}_o={{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{2r}+j{{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{2j},{{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_o=0;$S1.3：如果则令圆特征参数w_i＝1、v_i＝‑K_i、r_i＝0，否则求解如下方程组得到圆特征参数w_i、v_i、r_i，得到特征圆的圆方程：$\left\{\begin{array}{c}{(0-w_i)}^2+{(0-v_i)}^2=r_i^2\\ {({{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{1r}-w_i)}^2+{({{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{1j}-v_i)}^2=r_i^2\\ {({{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{2r}-w_i)}^2+{({{\stackrel{·}{U}}^{\prime \prime }}_{2j}-v_i)}^2=r_i^2\end{array}\right.$S2：分别对步骤S1得到的N_F个圆方程两两求取交点，无故障电压之外的交点即为混叠点，判断混叠电压是否均位于两个元件特征圆中由无故障参数x_i、参数最小值x_imin和参数最大值x_imax输出电压确定的圆弧上，如果均位于两个元件的圆弧上，则将该混叠电压作为混叠电压记录，否则舍弃该混叠电压；S3：依次将第i个元件短路，根据步骤S1得到的对应特征圆得到电压相量序列将作为输入电源进行仿真，得到测点t的电压相量序列将作为第i个元件的等效激励；S4：当电路发生故障，同样输入电压记录测点t的故障电压计算得到分别计算到步骤S1中得到的各个特征圆的最短距离，并按从小到大排序，如果小于等于1个最短距离小于预设阈值，最小最短距离对应的元件即为故障元件，否则从步骤S2得到的混叠电压中找出与故障电压最接近的混叠点电压得到对应的M个元件，分别用M个元件对应的等效激励来激励故障电路，得到M个响应电压相量序列d的取值范围为d＝1,2,…,M，并采用以下公式对响应电压相量序列进行平移：$\overrightarrow{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{od}}}=\overrightarrow{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{od}}}-{\stackrel{·}{U}}_A$分别计算平移后的响应电压相量序列构成的轨迹与对应元件特征圆的相似度，最大相似度对应的元件即为故障元件。