Multisim14电子系统仿真与设计 第14章 Multisim14在电路故障诊断中的应用

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Multisim14 电子系统仿真与设计,电子系统设计与仿真,包含设计方案,设计原理,设计要求,模块功能
引言 (2)故障识别法 首先,建立电路方程,实测后代入故障电路可测试点的电压或电流数据,求 解电路方程,得到故障电路所有元件的参数,再将其与标称参数值比较,在容差 条件下辨识故障元件,进行故障定位。 (3)基于神经网络的方法 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,通过反复大量的训练,建立故障模式与输出响应的对应关系 (4)端口U曲线(端口阻抗特性)测试法 将电路中电源置零并选定一个参考点,然后向被测结点施加一定的扫描电压, 即可得到被测结点处电流随电压变化的U曲线。通过比较有故障和无故障电路板 上相同结点的山曲线,可以发现特性阻抗发生改变的结点,通常即为故障点。 141仿真实验在端口曲线测试法中的应用 工程上在使用端口曲线测试诊断法时,常用无故障的标准电路板作为对 照用电路板。而当拥有 仿真软件后,就可以利用仿真电路替代无故 障标准电路板进行电路的故障诊断。此时,只要配置了直流电源、交流信号源 和万用表,利用 仿真软件,即可进行一般电路的故障诊断,降低了 诊断成本,提高了诊断的灵活性。 下面以例说明应用 的仿真实验,通过端口曲线测试进行电路 的故障诊断。 141仿真实验在端口曲线测试法中的应用 利用端口曲线进行电路故障诊断的步骤: xstl ()在仿真环境下输入电路原理图并仿真。 ()在仿真环境和实际测试环境下分别设置 相同的测试电路。 分别将待测电路和仿真电路中的独立电 源和信号源置零并选定一个参考点; 江测试电路图 )分别在实测环境和仿真环境下用扫描电压源、响应电流的采样电阻和示波 器构成图示的测试电路。其中,示波器通道接扫描电压源,通道接响应电流 的采样电阻上,示波器的时基设置成或状态。这样,示波器显示的曲线就 是反映被测试端口阻抗特性的曲线。 141仿真实验在端口曲线测试法中的应用 利用端口曲线进行电路故障诊断的步骤: xstl ()在仿真环境下输入电路原理图并仿真。 ()在仿真环境和实际测试环境下分别设置 相同的测试电路。 ()分别在仿真环境和实测环境下,将测试 线接至相同的被测点,观察被测点的曲线。 江测试电路图 当实测环境下被测结点的曲线与仿真环境下被测结点的曲线相同时,被 测点不是故障点,与被测点相联的元件一般无故障;反之,若实测环境下被测点 的曲线与仿真环境下被测点的曲线不同,则被测点很可能是故障点,与被测 点相联的元件中就很可能有故障元件。 141仿真实验在端口曲线测试法中的应用 本例中,仿真环境下被测点 的 曲线分别如下图所示: TI测试电路图 01110c0p”XC1 Cnre E HEWR [Ssve EL如 Ext tringa Ext. tiger Fbi Chanel e Scale:zmD Edge: FLAB Rarg: LOONG 5:5 5hr:2mi四v :5w EtE 2 AvIDer Ypos. (D o pes(on/ o Yp irm a 四画区0·四区(m刚 EA AE AOD LU网w-pwm 速圆c[ nde Nand Auo More 结点1的UT由线 结点2的L抽 点3的江由浅 纳点4的UI曲线 141仿真实验在端口曲线测试法中的应用 当电容存在击穿故障(短路)时,测得 结点 的曲线分别如下图所示 可见,结点和结点的曲线发生了明显 改变,对应之最可能发生故障的元件是,与 微设一致,诊断结果正确。 TI测试电路图 a月ha留 對 chendl i Cane B E含,如 H Edge;LAB E 5a: Edge: FU03 Et saleem/tw 飞 Ypos. D)u Xpos Dev) pos (Dryc Lewel DOdN: Dos Dw): a Ypos LDM: E PC. Di: YB≌ YTNEAABAODI mA四日· 结点1的U曲线 结点2的U曲线 结点3的U曲线 结点4的UI曲线 故障字典法在应角甲的难之 为形成故幛孚典,需兕对待测电路进行 大量的故障模拟。为此,可利用仿真实验或仿真分析高效率、低成本地形成故障 字典。 本节介绍一种利用结点电压灵敏度仿真分析确定故障元件的改进的故障字典 法 理论上可以证明:在线性电路中,任一元件参数变化到起的结点电压与 的变化量AV与MV之比等于相应结点的电压灵敏度之比: 据此,可选择个测试结点和,利用仿真软件对无故障电路进行结点电压灵 敏度分析,求出每个元件参数对测试点的电压灵敏度和,算出二者之比,形 成字典。实测时,在相同激励下,测量待测电路中测试点和的电压,求出测试点 电压的变化量AⅥ与Aη,算出其比值。将该比值与字典中的电压灵敏度比值进行 老对应 阳为陪亓体 142仿真分析在故障字典法中的应用 Ok 5% 本节以图示电路为例说明运用仿真分析,通 过电压灵敏度比值建立故障字典,进行电路故 R4 Dko 障诊断的步骤 ()在仿真环境下输入电路原理图并仿真。 ()选择测试点、 进行电路的结点电 n1E品tWet已sLw胃lsMp 压灵敏度分析,图示为电阻 对结点的 它X哈回M留,小父窗心A%自e口 图151实验电路灵敏度分析 步七按钮,籽己 电压灵敏度分析结果。同时,将分析结果输出 Sensitivity Analysis 件:4-r(目电 23890u 阻31~R11)对结 2l2 12744677 点:的电压灵数 至软件,形成文档 度至Ew文 。重复上面步驟, 284810u 档,形成L 5249n 2049144u 还可分别做出电阻 对结点、的电压灵 233779w 000000 3673466u 敏度,并形成文档 RI~R11对结点1辶灵敏度分析结果

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