基于仿真的雷达电路故障分析

　　本文提出的智能故障诊断方法在故障知识获取方法上有所创新,该方法直接从电路的最基本单元———元器件出发,对每一个元器件建立比较准确实用的故障模型,输入到故障模型库当中,然后通过程序控制实现故障模型之间的相互组合,建立比较完备的故障知识库。

　　1　雷达装备的特点

　　一般来说,雷达装备有以下特点:

　　(1)雷达电路种类繁多、形式多样、技术复杂,而且模拟电路所占比重大,装备部队分散;

　　(2)虽然设计资料齐全,但雷达操作员不是专业的设计人员,无法对装备全面深入的了解;

　　(3)使用环境恶劣,变化大,因此要满足各种国军标(GJB)所规定的比较苛刻的环境试验和性能考验,各种试验项目齐全,测试结果多,可靠性要求高;

　　(4)由于所需适应环境复杂,生产批量少,技术难度大,保密性要求高,相应地造成雷达装备研制周期长,所需经费大。

　　有资料报道,虽然在电子设备中数字电路超过80%,但80%以上的故障都来自模拟电路,因此雷达

　　模拟电路故障诊断是重中之重。而模拟电路由于其连续性、非线性和容差导致故障知识获取更加复杂和不准确,因此,模拟电路故障诊断问题的解决,必将会得到广泛的应用,并产生极大的经济效益和社会效益。本文在总结通过仿真获取故障知识的一般过程的基础上,综合雷达装备的特点,采取了4种有效的方法予以解决,使自动获取电路故障知识实用化。在仿真环境下对电路注入故障可以降低测试费用,获得有效的故障知识,同时可以实现电路的优化设计,提高其可靠性。

　　2　电路划分层次

　　对电路划分层次是对传统电路仿真方法的突破,因为对于雷达系统这样大规模电路,元器件数目众多,要想实现完意义上的仿真耗时耗力,效率太低,此时通过对电路划分层次得到嵌套形式的电路,可以大大减少计算机仿真的工作量。电子设备按其抽象功能可以分为系统级、模块级、电路级和分立元器件级,仿真由底至顶的顺序进行,将下一层的行为条件作为判断上一层行为条件的依据。行为条件是仿真中仿真对象工作的状态,包含故障状态和正常状态。在实际的仿真中,不同行为条件低层次的仿真,得出的现象往往是类似的甚至是相同的,如果将这些仿真的结果全部作为上层的行为条件,效率是极低的。因此我们把有相同或类似故障现象的行为条件放在一起,从它们的仿真结果中提取一个,或者选取一组可以代替这些仿真结果的数据作为上层行为条件。经过这样的处理后,最后所需的仿真次数将远远小于使用全部行为条件进行仿真的次数,而且剔除了很多冗余的故障数据。