导读：该系统是基于LabVIEW图形化开发環境利用RTD作为温度传感器，连续采集传感器信号经过N19219四通道RTD输入模块进行信号调理，通过USB接入计算机进行信号的连续采集测量，实時显示各通道信号并进行温度数据的分析处理系统测试结果表明，测量系统的精度为0.01℃有效测量范围为0~+300℃，验证其有效可行 　　1 系統工作原理 　　针对多点温度测量的特点，设计基于虚拟仪器平台LabVIEW的多通道温度测量系统选择贴片式Pt1000铂电阻作为温度传感器，通过NI9219数据采集卡进行采集运用硬件滤波和软件滤波技术提高多通道温度测量系统的抗干扰性，并在上位机软件界面用波

• 数控刀架是数控车床最普遍的一種辅助装置它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度多年的维修经验来和大家分享有关刀架的故障诊断及维修。   一、刀架不能启动 1)机械原因 刀架预紧力过大当用呆扳手插入蜗杆端部旋转时不易转动，而用力时可以转动但下次夹紧后刀架仍不能启动。这种现象出现鈳确定刀架不能启动的原因是预紧力过大，可通过调小刀架电动机夹紧电流排除 架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时顺时针方姠转不动，其原因是机械卡死首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内若在，则需将反靠棘轮与螺杆联接销孔回转一个角喥重新打孔联接;其次检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死应重新调整;再次，由于润滑不良造成旋转件研死此时应拆开，观察实际情況加以润滑处理。 2)电气原因 电源不通、电动机不转检查熔丝是否完好、电源开关是否接通良好、开关位置是否正确，当用万用表测量電压时电压值是否在规定范围内。可通过更换熔丝、调整开关位置、使接通部位接触良好等相应措施来排除除此以外，电源不通的原洇还可考虑刀架至控制器之间电缆线断裂、刀架内部断线、电刷式霍尔元件位置变化导致不能正常通断等情况 变频器的正转输入端子和反转输入端子断线。 动换刀正常、机控不换刀应重点检查计箅机与刀架控制器引线、计算机I/O接口及刀架到位回答信号。 梯形图中正转输絀信号Y0.0和反转输出信号Y0.1在输入有信号的情况下输出为低电平，导致对应的继电器无输岀 二、刀架某一位刀号转不停，其余刀位可以转動 1、此刀位的霍尔元件损坏确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位用万用表量该刀位信号触点对24V触点是否有电壓变化。若无变化可判定为该刀位霍尔元件损坏，更换发信盘或霍尔元件即可 2、此刀位信号线断路，造成系统无法检测到刀位信号檢查该刀位信号与系统的连线是否存在断路，正确连接即可 3、系统的刀位信号接收电路有问题。在确定该刀位霍尔元件没问题以及该刀位信号与系统的连线也没问题的情况下更换主板。 三、刀架锁不紧 1、发信盘位置没对正拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置 2、系统反锁时间不够长。调整系统反锁时间参数即可(新刀架反锁时间t为1.2s即可) 3、机械锁緊机构故障。拆开刀架调整机械，并检查定位销是否折断 四、刀架连续运转、到位不停 1、由于刀架能够连续运转，所以机械方面出现故障的可能性较小主要从电气方面检查。 2、检查到位信号是否发出若没有到位信号，则是发信盘故障 3、可检查发信盘弹性触头是否磨坏、发信盘地线是否断路、接触不良或漏接。此时需要更换弹性片触头或重修针对线路中的继电器接触情况、到位开关接触情况、线蕗连接情况相应地进行线路故障排除。 五、刀架越位过冲或转不到位 1、刀架越位过冲此故障的机械原因可能性较大，主要是后靠装置不起作用 ①首先检查后靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳此时应修复定位销，使其灵活或更换弹簧 ②其次，检查后靠棘轮与蜗杆联接昰否断开若断开，需更换联接销 ③若仍出现过冲现象，则可能是由于刀具太长过重应更换弹性模量稍大的定位销弹簧。 2、刀架运转鈈到位(有时中途位置突然停留)此故障主要是由于发信盘触点与弹性片触点错位，即刀位信号胶木盘位置固定偏移所致 ①首先重新调整發信盘与弹性片触头位置并固定牢靠。 ②若仍不能排除故障则可能是发信盘夹紧螺母松动，造成位置移动 六、输入刀号能转动刀架，矗接按换刀键刀架不能转动 1、霍尔元件偏离磁块置于磁块前面，手动键换刀时刀架刚一转动就检测到刀架到位信号，然后马上反转刀架此时，应检查刀架发信盘上的霍尔元件是否偏离位置调整发信盘位置使霍尔元件对正磁块。 2、手动换刀键失灵此时可直接更换手動换刀键。 七、刀具的刀号与车床系统中显示的刀号不是同一把刀 1、这种情况一般发生在刀架维修以后是因维修而导致的新问题。一种鈳能是磁块位置不对;另外一种可能是刀架内电路的连接问题 2、部分刀架的磁块是在刀架的上盖中。此时修理后上盖的位置不能随便安裝，一般在修理前为后面的安装做好记号当然也可以在维修后更换上盖位置，以寻找其正确的位置 3、刀架电路问题一般不能通过简单嘚变换磁块位置来解决故障。现在只能变换接线头位置作为维修者，在维修前一定要注意刀架内各接线头的正确位置有的维修者认为看到刀架内印有说明，搞清楚标明的各线接线顺序即可其实这是不够的，除了顺序还要注意接头接在哪个线桩上一般在知道各线顺序嘚情况下，将对应的两个线头用扣线等手段做好记号 根据以上原因分析、检查方法及解决措施，有助于及时有效地找到故障原因并迅速排除故障。经济型数控车床是比较常用的机床在维修过程中要讲究的不仅是要修得好，而且要修得快要把机床维修工作做好，不仅僅是掌握好理论更重要的是要在实践中不断地总结提高以积累丰富的维修经验，这样才能做到高效地对数控车床刀架进行维修

• 针对雷達电路板检修困难的问题，提出了基于最优小波包基和最小二乘支持向量机相结合的雷达电路板故障诊断方法利用小波变换对采样数据進行去噪处理，通过小波包分解选择最优小波包基提取熵值作为故障特征向量,并作为基于最小二乘支持向量机的雷达故障诊断模型的输入姠量,经诊断模型输出后,完成雷达电路板故障诊断基于此方法设计了雷达电路板故障诊断系统，提高了雷达故障诊断的正确性和效率关鍵词： 最优小波包； 最小二乘支持向量机； 熵； 故障诊断 随着高新技术广泛用于军用雷达，使得雷达系统变得越来越复杂但操作更加简單和智能化。现代战争中雷达的作用也越来越重要，战场不仅要求雷达具有全天候的作战能力、优越的性能指标、极高的自动化程度及高可靠性更重要的是要求雷达维修保障人员能够进行战场快速抢修，确保雷达装备的完好率因此，对于雷达装备的智能化维修保障也提出了更高的要求人工神经网络[1]存在训练样本大、隐层节点数目选取等问题；专家系统[2]由于依赖于雷达专家知识，运用某种规则进行推悝因此在自适应能力和学习能力方面存在局限性。本文针对当前基层部队无法对电路板进行维修的现状及难点提出了基于小波去噪及尛波包变换与最小二乘支持向量机相结合的雷达故障诊断方法，并基于此设计了某型雷达电路板故障诊断系统旨在提高部队基层雷达装備自我维修保障能力，确保战时能够实现战场的快速抢修应用结果表明，该方法提高了雷达故障诊断的有效性和优越性 Theory）的基础上发展起来的十分有效的分类方法，它基于最小的结构风险解决了学习机的学习能力和泛化能力之间的矛盾。支持向量机通过核函数把原始數据空间映射到高维的特征空间在特征空间最大化分类间隔构造最优分类超平面，其中分类面只需要少量的支持向量SVM克服了神经网络嘚不足，在解决小样本、非线性及高维模式识别问题中表现出结构简单、全局最优、泛化能力强等许多特有的优势最小二乘支持向量机[4，5]LS-SVM（Least Squares Support Vector Machine）是SVM的扩展采用最小二乘线性系统代替SVM用二次规划的方法实现学习问题，避免了SVM的凸二次规划问题的求解2.2 模型算法 LS-SVM是在SVM的基础上進行改进而提出的，它用二次损失函数取代了SVM中的不敏感一次损失函数将二次寻优变为对线性方程组的求解，简化了计算复杂性并且約束条件由不等式改为等式[9],优化问题成为：2.3 实施步骤 在LS-SVM算法中，规则化参数γ和RBF核函数的标准化参数δ通常根据经验选取一个具体的值但δ取值不同，结果变化较大。因此，在应用中要进行效果比较，动态选取。具体步骤为： (1)训练数据导入。LS-SVM方法和神经网络一样需要训练樣本和测试样本。 (2)数据处理与特征提取对样本数据进行处理可以提高训练速度，特征提取是指当样本空间维数较高时通过映射或变换嘚方法，将数据样本变为低维空间数据以达到降维的目的。 (3)样本训练在对样本进行训练之前，需要确定LS-SVM模型的两个重要参数即惩罚參数γ（gam）和径向基核参数δ（sig2）。本文采用交叉验证法(网格法搜索)在工具箱中，使用 tunelssvm函数其中包含了网格搜索，对gam、sig2进行优化选择 (4)采用测试样本进行测试。需要使用函数simlssvm类似于神经网络中的sim函数。3 故障诊断系统设计3.1 系统简介　系统以Windows为平台采用Visual Studio 2008为开发工具，以SQL2005為后台数据库生成软件系统故障检测定位模块采用Matlab编写，系统采用混合编程方法输入数据即可完成实时在线故障诊断。该系统具有电蕗板故障检测定位、电路板信号查询和数据库管理等功能系统的结构如图3所示。3.2 功能简介

• 　　0 引言　　在电气控制类课程的教学中常規的训练项目主要有三相异步电动机的点动控制线路、连续运行控制线路、正反转控制线路、顺启逆停控制线路、降压启动控制线路、接觸器联锁正反转控制线路的安装、接线与调试等实训项目。 在教学过程中教师对学生训练结果的检查和考评是一件很繁琐的事，人工检查效率低、安全性差稍有不慎就会造成跳闸、烧毁线路等电气事故。电气控制线路接线故障诊断系统能够自动检查学生接线所存在的问題并能提示接线故障的所在，禁止带故障合闸通电试验保证训练过程的人身安全和设备安全。 另外配合接线故障诊断系统管理计算機以及相应的管理软件，可组成智能化的电气控制实训室能够方便快捷地对每个学生的接线情况自动记录、自动检查评分，使教师有更哆的时间指导学生提高接线能力及排出故障的能力从而提高教学效率和教学效果。　　1 电气控制线路接线故障诊断系统的组成　　电气控制线路接线板的正面排列着电气控制线路所用的各种交流接触器、继电器、开关按钮和状态指示灯等电器供学生进行接线、故障排除囷通电试验等方面的训练，通电试验前的检查过程则由电气控制线路接线故障诊断系统替代教师自动完成电气控制线路接线故障诊断系統的组成如图1所示，该系统主要包括MCS-51单片机、节点切换矩阵、译码电路、题号识别电路、电源控制器和稳压电路等部分　　　　接线故障诊断系统的电路隐藏在接线板里面，用隐藏的导线把接线板上各种电器的接线桩与切换矩阵相连接从表面来看，接线板没有任何异样不影响学生进行正常的接线训练，只在学生接线完成后接通三相交流电源时才启用接线故障诊断系统接线故障诊断系统能快速地对接線板正面的实际接线情况进行自动检测，如果接线正确接线板上的无故障指示灯和允许通电指示灯点亮，按下通电按钮即可接通电源对電气控制线路进行试验;否则有故障指示灯和禁止通电指示灯点亮通电按钮无效。如果接线板联网在线则按下提交按钮便把本次接线训練诊断结果的所有数据发送给实训室的管理计算机，由管理软件绘出实际接线图标出故障所在反馈给学生，同时根据故障级别统计评分　　2 接线故障诊断系统的工作原理　　接线故障诊断系统的核心为节点切换矩阵。节点切换矩阵通过微型继电器将接线板上各电器的接線桩依次接至检测总线由单片机判别检测总线之间即接线板上两个接线桩之间有无导线相连，再把检测结果与储存在单片机中的正确接線的相关数据进行比较即可判别出接线的正确性以及接线错误的数量和位置。　　2.1 电机控制线路节点编码　　节点是电气线路中导线的連接点接线故障诊断系统将接线板上各电器的接线桩进行编码。节点编码采用8位二进制数高4位为器件编码，低4位为器件中各接线桩的編码以电机正反转控制线路为例，如图2所示电源接线柱为0号器件，电机接线柱为15(十六进制数F)号器件学生接线只限在此二接线柱以内。各节点的编码结果见表1(添加其他器件时编码方法类同)。　　　　　　由图2可得电机正反转控制线路正确接线的节点网络表如表2所示。节点网络表中的每组数据由两字节组成高8位为主节点的编码，低8位为从节点的编码每两字节表示主节点与从节点之间应有导线连接。把表2的节点网络表数据储存在单片机内学生进行电机正反转控制线路接线训练时，接线故障诊断系统以此为依据判别接线正确与否哃理，把其他训练项目的电气控制原理图转换为相应的节点网络表每个项目的节点网络表用惟一的题卡号为标识，单片机依据题卡号提取对应的节点网络表并对实际接线的正确性进行测评　　2.2 节点切换矩阵工作原理　　表1中各电器元件的接线桩(即节点)均用导线连接至节點切换矩阵的微型继电器，通过继电器把节点和检测总线(分为主总线和从总线)相连通接线故障诊断时，单片机读取接线网络表的数据(如表2中的0111H)将高位(01H)由P1口送至译码电路1译码后，相应继电器吸合使对应的01号节点(电源接线柱的1号接线桩)与主总线接通;同时将低位(11H)由P2口送至译碼电路2译码后，相应继电器吸合使对应的11号节点(交流接触器KM1的1号接线桩)与从总线接通。主总线接至单片机的P3.3从总线接至P3.4，由单片机判別主从总线间也就是电源接线柱的1号接线桩与交流接触器KM1的1号接线桩之间有无接线只要把表1中的节点编码依次由P2口发出，即可检测01号节點与其他节点的接线情况所以，通过节点切换矩阵可以检测任意两个节点之间有无接线再把检测结果与正确接线的节点网络表进行比較，即可得出错误接线的位置也可据此进行评分。　　P3.2为节点切换矩阵的使能控制当检测结束后，P3.2使节点切换矩阵无效所有继电器釋放，使故障检测电路和电机控制线路完全隔离不受电机控制线路通电试验的影响。　　2.3 主从总线间有无接线的检测原理　　从总线通過1 kΩ电阻接地，单片机由P3.3向主总线发出1 MHz的方波(即AAH)如果主从总线间有导线连接，则P3.4读取的数据也是AAH;如果主从总线间无导线连接则P3.4读取的數据为00H。若P3.4读取的数据为其他值则说明主从总线间有导线连接但接触不良将其标记为FFH。所以从P3.4读取的数据反映出连接在主从总线间的两個节点的接线情况例如检测节点0111时，如果01节点和11节点之间有导线连接则检测结果为0111AAH;若无导线连接则检测结果为011100H;若接触不良则检测结果為0111FFH。检测结果发送给管理计算机管理软件用图形方式还原接线板实际接线的情况并标注出错误所在。　　2.4 题号识别电路工作原理　　每張题卡为一个训练项目上面印着该项目的电气控制原理图及接线要求。每个训练项目的题卡有惟一的编号题卡内隐藏3个磁片，当题卡插入接线板上的题卡框内时对应磁片位置的干簧管动作，将题卡编号输入单片机的P3.5P3.6，P3.7单片机查找对应的节点网络表并以此为依据检測接线是否正确。　　3 接线故障诊断系统的软件设计　　电气控制线路接线故障诊断系统的软件分为单片机程序和计算机管理软件两部分　　单片机程序的主要功能如下：　　(1)控制接线板的电源，有允许通电和禁止通电两种状态通过相应的指示灯作指引。只有诊断无故障才允许通电其余时间禁止通电。　　(2)检测题卡号未插题卡时禁止通电，按下诊断按钮时检测所有节点的接线情况有故障指示灯闪煷。已插题卡时检测题卡号并查找对应的节点网络表按下诊断按钮时检测所有节点的接线情况，将检测结果与节点网络表进行比较相苻时点亮无故障指示灯，允许通电;不相符时点亮有故障指示灯禁止通电。无论何时当检测结束后均释放节点切换矩阵的所有继电器并將其锁定。　　(3)按下提交按钮时若还未诊断则先诊断，然后将接线板号、题卡号、诊断结果的数据发送给管理计算机发送成功则点亮提交状态指示灯，若接线板不在线或数据发送失败则提交状态指示灯闪亮　　计算机管理软件的主要功能如下：　　(1)班级、名单、实训荿绩管理。　　(2)实训板在线状态指示、提交状态指示、接线时间计时　　(3)接收接线板提交的数据，显示题卡号和正确的原理图及接线图重现接线板实际的原理图和接线图，标注错误的接线　　(4)根据实际接线的错误数量及错误程度自动评分，评分结果自动录入成绩单　　(5)技能鉴定考试时自动发题(把考生抽取的题号自动发送至接线板)，考试结束后控制接线板自动进行诊断并提交结果生成考评成绩。　　4 智能化电气控制实训室的构成　　智能化电气控制实训室由管理计算机(简称教师机)、学生实训台组成电气控制线路接线板安装在实训囼上，通过RS 485总线与教师机联网电气控制实训室的网络拓扑结构如图3所示。　　　　智能化电气控制实训室的使用有三种模式：基本训练時接线板可不联网学生接线后由接线故障诊断系统替代教师进行检查，有故障时学生自行检测直至故障排除;综合训练时接线板联网学苼将结果提交给教师，有故障时由教师引导学生进行排除同时计时并评分;技能考评时接线板联网，教师发题后开始接线并计时考试时間到，由教师机对还未提交的考生强制诊断并提交及时打印、公布考评成绩且能指出接线错误所在及扣分情况，实现智能考评确保技能考评的公平与公正。　　5结语　　电气控制线路接线故障诊断系统以及智能化电气控制实训室以其准确、快捷、高效的性能，提高了敎学效果和教学效率对促进学生学习主动性、减轻教师教学负担、确保考评的公平与公正等方面有着积极意义。

• 本文提出了一种基于车載CAN总线故障诊断仪设计方案本方案成本低廉，携带方便具有很强的灵活性与适应性。1 方案设计系统总体设计框图如图l所示系统分为發射端和接收端两部分。由于采用射频技术使汽车CAN总线数据采集部分和CAN总线数据诊断部分得以分离，无需连线不受空间场地限制，安裝携带方便按照ISO有关标准， CAN总线传输速率最高可达1 Mbps；但由于汽车内部特殊环境车载CAN总线速率一般在250 kbps。本系统中射频速率最高可达l Mbps可鉯很好地满足数据传输要求。发射端采用USB作为接收模块和PC接口USB与RS232或PCI接口相比，具有用户使用方便设备自动识别，自动安装驱动程序和配置支持动态接入和动态配置等优点；其传输速率可达几十Mbps，并且支持同步和异步传输方式保证带宽，传输失真小PC端应用层软件整匼KWP2000的应用层协议。KWP2000是由瑞典制定的一种车载故障诊断协议已在微机控制的自动变速器、防抱死制动系统、安全气囊、巡航系统中得到广泛应用。它基于OSI七层协议符合IS07498标准。其中第1~6层实现通信服务的功能第7层实现诊断服务的功能。其应用层提出了一套完整和标准化的诊斷代码本系统利用KWP2000的应用层协议，对采集到的CAN总线数据进行分析以实现故障诊断的功能。2 硬件实现2．1 系统所用芯片简介2.1.1 nRF2401芯片nRF240l 是单片射頻收发芯片工作在2．4～2．5GHz ISM频段；内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和标准SPI等功能模块；输出功率和通信频道可通过软件进行配置，共有125个频道可使用而且最高速率可达l Mbps。芯片具有1．9～3．6 V宽工作电压工作能耗非常低。当以一5 dBm的功率发射时工作电流只囿10．5 mA；接收时，工作电流只有18 mAnRF240l有4种工作模式：收发模式、配置模式、空闲模式、关机模式。其工作模式由PWR_UP、CE、CS三个引脚和配置字节最低位TX_EN来决定收发模式分为DirectMode和ShockBurst。前者在片内对信号不加任何处理与其他射频收发器相同。后者使用片内FIFO堆栈数据从 MCU低速送入，但高速发射而且与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行。例如nRF240l在ShockBurst收发模式下自动处理字头和 CRC校验码，在接收时自动把包头和CRC校验码迻去；在发送数据时自动加上字头和CRC校验码2.1.2 TMU3100芯片TMU3100是台湾Tenx公司2005年推出的RISC内核的单片机。它嵌入了完全兼容USBl．1协议的USB控制器并且提供了低速USB接口和3个端点，其中1个控制输入／输出端点和2个中断输入端点TMU3100可以配置为标准的HID类，可以使用Windows操作系统自带的HID类驱动程序这样可以渻去开发设备驱动程序的工作，缩短开发周期TMU3100芯片结构框罔如图2所示。2.1.3 KBRAM存储器、8通道ADC、1个8位和3个16位T1MER、1个SPI和I2C串行通信端口和可编程欠压复位功能及低电压检测电路PIC18F2682内置增强型的CAN总线模块，该模块包含CAN协议引擎、信息缓冲和信息控制CAN协议引擎自动处理CAN总线上所有接收和发送的消息，它可以在接收或发送信息时对数据帧进行解析只需要首先设置适当的寄存器就可以发送信息，通过相关的寄存器即可得到信息传输的状态2．2 硬件电路2．2．1 发射端电路原理图3是系统发射端电路原理。CAN总线接口使用Microchip公司内置CAN模块的PIC18F2682单片机并由光耦6N137进行总线隔离；CAN总线收发器采用MCP2551。PIC18F2682与射频芯片nRF2401之间通过标准SPI接口SCK、SDI、SDO来完成 这样可以大大提高发送速率。对nRF2401配置控制使能CS和接收、发送使能CE分别由RB4和RB5進行控制当nRF240l接收到数据包时，DRl将被置高电平因此PICl8F2682通过查询 INT0的状态可以判断是否接收到数据。2.2.2 接收端电路原理图4是系统接收端电路原理由于TMU3100由PC供电，而PC机USB接口所提供的电压VDD干扰较大故对VDD进行了π滤波。由于TMU3100没有SPI模块，故可以通过PB[1]、PB[0]按照SPI协议与nRF2401的SPI口来进行通信对nRF2401配置控制使能CS和接收、发送使能CE分别由KSO[3]和KSO[13]控制。nRF2401接收到数据包后DRl将被置高电平，因此TMU3100可以通过查询KSl6的状态判断足否接收到数据3 软件设计系統的软件设计包括发射端软件设计、接收端软件设计和PC端软件设计。3.1 发射端软件设计发射端流程如图5所示软件设计主要实现两项功能：苐一是实现CAN总线上数据的采集；第二是实现将采集后的数据通过射频进行发射。上电后首先对CAN模块进行初始化。然后初始化nRF2101并与接收端建立连接。当发送完CAN数据后没有收到ACK信号时就跳频；然后通知发送端准备接收重发的CAN数据，直到接收到ACK信号为了防止空中干扰，采鼡了自动跳频的空中协议即无论是否接收到ACK信号都进行跳频，因此可以防止某个频段的强干扰进而降低误码率。3.2 接收端软件设计接收端软件流程如图6所示软件设计主要实现两项功能：第一是实现枚举；第二是实现将接收到的数据通过USB上传到PC。上电后首先完成对TMU3100 的配置，并与PC机枚举；枚举成功后就对nRF2401进行配置并与发射端建立连接。当接收到数据包后首先判断是CAN数据还是重传数据命令。如果是 CAN数据包则向发射端返回ACK信号并跳频，然后将接收到的数据通过USB传至PC；如果是重传命令则先跳频，然后置重传标志表示下个数据包是重传嘚数据包。TMU3100被配置为标准HID类这样就不用为设备开发驱动程序，而是使用Windows提供的标准HID类驱动程序3.3 PC端软件设计PC端软件由应用程序和设备驱動程序组成。Windows为标准USB没备提供了完善的内置驱动本系统采用Windows自带的HID类驱动，只要将 TMU3100配置为HID类即可完成与PC机的通信。这省去了开发设备嘚驱动程序极大地简化了上位机软件的开发。上位机的应用程序首要实现的功能是要实现对TMU3100端点的读写，用VC++语言编写可以把USB设备当荿文件来操作。用CreateFiile ()函数获得USB句柄为读访问或写访问打开指定端点。用DeviceControl()来进行控制操作用ReadFile()从指定端点读取数据，用WriteFile()向端点写入数据当CAN總线上的数据被采集到PC后，就可以进行故障诊断了故障诊断代码是依照KWP2000应用层规定的故障代码设计的，是目前国际上通用的现将其应鼡于CAN的应用层，将来可以用全新的CAN上层协议取代故障诊断代码定义在SSF14230中。SAE J1979中由车辆制造商或系统供应者定义的服务标志符数值的不同范围，如表1所列此表中以十六进制数表示的服务标志符，同数据链路层中数据字节内的SID服务识别字节对应不同的SID值代表不同的服务请求，故障诊断程序必须符合此应用层标准才能识别不同的十六进制代码所代表的不同的故障信息。4 结论本文设计的2．4G无线车载CAN总线故障診断仪由于采用了自动跳频的空中协议，所以误码率几乎接近零在14 m内仍能进行可靠的工作。系统使用国际上通用的诊断代码使程序具有通用性和实用性；以PC作为硬件平台，无需专门开发硬件平台可大大降低开发成本并且易于实现设备的升级和维护；使用USB接口和2．4G无線通信，具有即插即用、不受空间限制、数据传输实时性强的特点

• 故障诊断系统是ABS/ASR/VDC集成系统必不可少的一部分。在研究ABS/ASR/VDC故障诊断技术的基础上提出了故障诊断系统设计方案，设计了诊断系统硬件电路和软件流程并应用于自主开发的ABS/ASR/VDC系统ECU中。实车道路试验结果表明所開发的故障诊断系统可以及时发现关键部件故障，并能存储故障代码、退出ABS/ASR/VDC控制保证了行车安全；基于双MCU架构的ECU设计方案增强了系统的故障诊断能力和可靠性，大大降低了ECU的失效概率关键词： System)的ABS/ASR/VDC集成系统是汽车主动安全性控制系统的核心装置之一。该系统可显著提高车輛的制动性、驱动性、转向可操纵性和横向稳定性减少轮胎磨损和事故风险，增加行驶安全性和驾驶轻便性[1] 为提高系统的可靠性，世堺各大汽车整车厂或零部件厂商在推出的ABS/ASR/VDC产品中都配有故障诊断系统该系统通过有关电气元件状态参数的在线测试，监控ABS/ASR/VDC系统的工作状況实现了系统自诊断。 ABS/ASR/VDC系统常见的主要故障发生在时频电磁法阀、轮速传感器、电源、电子控制单元ECU（Electronic Control Unit）、时频电磁法阀总开关等部位[2]在ABS/ASR/VDC故障诊断系统中，要对稳压电源、轮速处理电路、时频电磁法阀驱动电路、时频电磁法阀总开关等进行监测当ABS/ASR/VDC系统出现故障时，关閉时频电磁法阀总开关使ABS/ASR/VDC退出工作，恢复到常规制动与驱动同时存储故障代码，供维修时使用故障代码可以通过不同的方式显示：甴仪表盘的故障警告灯闪烁故障代码；由仪表盘上的显示屏直接显示故障代码的数字和信息资料；用专用的故障检测仪连接到诊断座上，讀取故障代码[3] 现代汽车上装备的ABS/ASR/VDC系统的故障诊断过程一般可分为三个阶段[4]：(1)系统静态自检；(2)汽车起步时的动态自检；(3)汽车行驶中的定时動态自检。1 ABS/ASR/VDC系统关键部件的故障诊断电路 ABS/ASR/VDC系统ECU主要实现轮速信号采集与处理、控制软件存储与运行、压力调节器时频电磁法阀驱动以及与其他ECU或计算机进行通信等功能目前国际上几大ABS/ASR/VDC系统生产厂商都采用了主、辅双MCU的总体设计方案：主MCU主要负责信号采集、计算处理，并根據控制逻辑产生相应的控制指令输出到系统执行机构；辅MCU主要负责检测主MCU运行状况并具备一定故障检测和应急处理功能，当检测到主MCU不能正常工作或发现故障时ABS/ASR/VDC及时退出控制并恢复常规制动与驱动。本文研究并设计了基于双MCU架构的ABS/ASR/VDC故障诊断系统1.1 MCU对轮速输入数据进行分析、处理后，经一定的控制逻辑判断后输出相应的控制信号控制信号必须经过功率放大后才能驱动执行机构。驱动电路的主要作用是把MCU輸出的TTL电平转换为执行机构所需要的驱动电平而且把很小的电流放大到足够驱动执行机构。另外由于驱动执行机构动作时电流大、变囮快，处理不当将对电源电压干扰很大、引起较大波动为了减小干扰，在驱动电路和其他电路之间进行电气隔离驱动电路附带有故障監测电路，实时监测时频电磁法阀工作状态及时将故障信息反馈给MCU。时频电磁法阀驱动及其故障诊断电路如图1所示1.2 轮速传感器故障诊斷电路 磁电式轮速传感器的静态故障包括传感器内部时频电磁法线圈的短路和断路，系统自检时能通过硬件故障诊断电路作出判断和监测本文设计了一个分压电路，通过测量传感器时频电磁法线圈上的分压值反映传感器内阻从而判断有无短路、断路故障。选择CD4066（四通道雙向模拟开关)控制分压电路与轮速信号输出分时工作分压电路的总电压为+5 V，与电阻R、芯片CD4066、传感器内阻和接地相连组成一个回路图2所礻为轮速传感器故障诊断电路图。 电路的工作原理是当PA1输出高电平时引脚6、12为高电平，控制引脚8和9以及引脚10和11均导通此时，+5 V电源电压經过RC101和CD4066内阻、传感器内阻到地构成回路PAD01处的电压值间接反映传感器的内阻，接入辅MCU的AD转换通道将转换数值与短路限压值3.05 V和断路限压值4.5 V汾别比较即可推断传感器有无短路、断路故障；当PA1输出为低电平时，经过反相器PA1输出为高电平，输入到引脚13、15控制引脚1和2以及引脚3和4均导通，从而传感器输出的轮速信号就进入轮速处理电路1.3 MCU故障诊断电路设计 为保证主MCU安全可靠运行，设计了SPI（Serial Peripheral Interface）接口通信电路辅MCU通过通信实现对主MCU的监控。SPI是一种高速高效率的同步串行接口主要用于MCU与外部的接口芯片交换数据。通过分别拉高和拉低从属选择（SS）引脚设定主MCU为主机模式，辅MCU为从机模式具体的SPI通信电路如图3所示。2 故障诊断接口电路设计 国际上现行通用的故障诊断接口和标准为OBD-II它包括SAE J-1850 Network)[5]是一种遵循ISO9141协议规范的低成本的串行通信网络，广泛应用于汽车分布式电子系统控制和故障诊断其目标是为现有汽车网络提供辅助功能。因此LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合(比如智能传感器和制动装置之间的通信)使用LIN总线可大大节渻成本。LIN网络也已经成为国际上一种标准的故障诊断协议接口 本文采用ISO9141-2协议，选用双向通信芯片为Vishay Siliconix公司生产的单端总线收发器SI9243A[6]该芯片設计符合ISO9141故障诊断系统要求，内置有双向通信的K线驱动器和在数据传输前起唤醒功能的L线接收器通信电路如图4所示。3 故障诊断软件设计 ABS/ASR/VDC故障诊断系统的软件包括两部分即系统上电和汽车起步时初始自检和行驶过程中的在线检测。 系统自检时故障指示灯首先点亮据此也鈳以检查故障指示灯及其线路是否存在故障。如果自检通过则约3 s后故障指示灯熄灭，系统自检结束自检时若发现系统中存在故障，则鉯故障代码的形式存储故障信息故障指示灯持续点亮以提醒驾驶员ABS/ASR/VDC系统出现故障。同时ABS/ASR/VDC系统退出，常规制动与驱动恢复自检若没有檢测到故障，则软件继续运行 初始自检项目主要包括： （1）系统中已存故障信息的检测和某些故障信息的复查； （2）通过SPI通信检测主、輔MCU的工作情况； （3）时频电磁法阀总开关的检查：打开和关闭时频电磁法阀总开关，通过测定时频电磁法阀驱动芯片供电电压VBB的值判断时頻电磁法阀总开关的工作情况； （4）时频电磁法阀功能的检查：驱动时频电磁法阀工作判断是否正常工作； （5）轮速传感器静态故障和汽车起步时轮速相差过大故障的检查； （6）对关键软件部分的检测，判断程序是否正常运行 工作过程中还要通过ABS/ASR/VDC故障诊断系统实时监测關键部分的工作状况，如果发现故障应立即处理在线故障诊断主要包括轮速信号的动态检测、时频电磁法阀实时监测和主MCU的实时监测。 輪速实时诊断程序通过一定算法判断轮速信号是否异常程序逻辑判断如图5所示。当前轮轮速差与后轮轮速差的绝对值超出设定的门限值時按照程序逻辑判断各轮速信号是否存在故障。图中DWF、DWR、DWL、DWP分别为前轮轮速差、后轮轮速差、左侧轮轮速差、右侧轮轮速差之绝对值；DW0為前轮轮速差和后轮轮速差的差值门限值DW1、DW2、DW3、DW4分别为DWF、DWR、DWL、DWP的门限值。考虑道路法规和汽车实际行驶工况通过理论计算初步确定各門限，再通过试验修正修正后的各门限值为：DW0=2 在ABS/ASR/VDC系统的标定试验过程中，当时频电磁法阀或轮速等突发意外故障时故障指示灯都能点煷，同时退出ABS/ASR/VDC控制这说明设计的故障诊断系统能准确实现时频电磁法阀、轮速传感器等的故障诊断与处理。ECU和故障诊断仪之间通过通信鈳实现故障代码的读取、显示或清除等功能 将设计的故障诊断系统应用于自主开发的ABS/ASR/VDC集成系统，进行了实车道路试验试验结果表明：開发的故障诊断系统可以及时发现关键部件故障，并存储故障代码、退出ABS/ASR/VDC控制保证了行车安全。基于双MCU架构的ECU设计增强了系统的故障诊斷能力并且在某些特殊情况下，辅MCU可以代替主MCU工作大大降低了ECU的失效概率。参考文献[1] 任少卿陈慧岩.汽车防滑控制系统ABS/ASR基本原理及发展趋势[J].汽车电器,-5.[2] 陈木元．汽车ABS的控制系统设计及其故障诊断[J]．广 西工学院学报，-70.[3] 麻友良．汽车底盘电子控制系统原理与检修[M]．沈阳：辽宁科学技术出版社1999.[4]

• 摘要：介绍了一种基于嵌入式web服务器的远程故障诊断系统的硬件及软件实现。该系统主要包括远程数据采集、分析、诊斷、仿真等功能 关键词：嵌入式web服务器 数据采集 故障诊断 仿真远程诊断技术是通过设备诊断技术与计算机网络技术相结合，在设备上建竝状态监测点采集设备状态数据，在诊断中心对设备运行进行分析诊断的一项新技术用于诊断的系统大致可以分为三类：·大型的在线状态监测与诊断系统；·以便携式数据采集器与巡检装置的计算机辅助诊断系统；·利用internet实现的远程诊断系统。 在线式系统适用于连续的狀态监测与诊断系统构成复杂、费用昂贵、专用性强。而便携式监测与分析系统可以定时或不定时巡检适用面广，用途广泛远程诊斷的实现既能使设备的故障诊断更加灵活方便，应用更加广泛又能实现资源共享，避免重复开发因此，该技术近年来得到飞速的发展一般的远程诊断系统需要在现场配置专用计算机系统，成本较高本文提出一种基于嵌入式web服务器的数据采集与诊断系统，它不需要在現场配置专用计算系统1 系统原理及组成图1是基于嵌入式web服务器的数据采集与故障诊断系统的结构图。从图1中可以看出整个远程故障诊斷系统可分为三个部分：嵌入式web服务器的数据采集、客户方局域网、远程诊断服务器与网上诊断资源。1.1 嵌入式web服务器近年来互联技术发展嘚一个重要趋势就是它被越来越多地用于低成本的场合如手持设备、智能家电等。8位处理器已经在很多场合替代昂贵的32位处理器实现互聯；而且这种策系统也有着自身的优点例如：低廉的价格、易于与各种传感器和采集器接口、体积小巧，而且能很方便地扩展各种协议洳uart、i2c、spi协议等与以太网协议的转换从而实现远程数据采集和远程控制。 本系统中嵌入式web服务器为客户方局域网提供网络接口同时具有現场数据采集的功能，实现现场采集数据到客户局域网的数据传输克服了传统方法中需要现场配置pc机的缺陷，而且更能克服环境条件的限制（1）硬件结构嵌入式web服务器硬件结构如图2所示。本系统中嵌入式web服务器选择sx52bd作为主控cpusx52bd是美国ubicom公司专门为网络通信设计的一款8位超高速控制器，运行速度可高达50mhz该芯片基于risc架构、运算速度高、灵活的i/o控制、高效的数据操作，而且支持isp在线编程本系统选择24lc256串行eeprom作为數据存储单元（网页存储单元）。24lc256是32k字节的串行eeprom通过i2c总线与sx52bd通信。可以存放采集数据或者网页如果需要存储网页，应该预留网络下载接口（可以通过i/o口线扩展串行口网页内容通过pc机串口下载）。nic芯片可选择rtl8019as或者美国davicon公司的dm9008rtl8019as是台湾realtek半导体器件公司生产的10baset全双工以太网收发控制器。这两款控制器与ne2000完全兼容只是管脚分布有些不同。数据采集部分可以根据需要自行选择具有相当的灵活性。（2）软件实現本系统中嵌入式web服务器的软件主要由芯片初始化设置、tcp/ip协议栈的实现、数据采集及处理等模块组成在程序中加入基于tcp/ip协议的用户自定義数据通信协议。这样使客户局域网中的pc机能够与嵌入式web服务器进行自定义的通信如：发送数据采集命令、采集参数初始化命令等。利鼡sx52bd实现的网络协议栈中物理层功能由网络接口卡（nic芯片）来完成。程序的初始化部分包含其驱动程序网络层

• １．引言　　某电子设备結构复杂，复合功能强每个组合包含几块到几十块电路板，其中有模拟电路也有数字电路，还有模拟、数字混合电路其电路板大量采用集成器件和多层结构，维修空间小检测维修难度大，并且精度要求高技术新，系统维护对专业配套检测维修设备的依赖性强对維修人员要求高。建立对电子装备及时进行故障诊断的系统对于提高武器装备的战斗力，降低使用维护费用等均具有重大意义据统计，在海湾战争中美国采用先进的诊断技术将武器装备的故障诊断效率提高了３０％左右而武器装备在寿命周期内的各种维修技术保障费鼡则至少可以节省２０％。为实现对故障诊断的实用、高效、低成本的目标将ａｒｍ嵌入式系统应用到电子设备故障诊断领域，以达到診断系统的实用性、结构紧凑性和智能性　　ｓａｍｓｕｎｇ　公司推出的１６／３２　位ｒｉｓｃ　处理器ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　为手歭设备和一般类型应用提供了高性价比和高性能的微控制器解决方案。ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　采用了ａｒｍ７ｔｄｍｉ　内核０．２５ｕｍ　工艺的ｃｍｏｓ　标准宏单元和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用同样ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ还采用了一种新的总线结构，即ｓａｍｂａｉｉ（三星ａｒｍ　ｃｐｕ　嵌入式微处理器总线结构）ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ的杰絀特性是它的ｃｐｕ核，是由ａｒｍ公司设计的１６／３２　位ａｒｍ７ｔｄｍｉ　ｒｉｓｃ处理器（６６ｍｈｚ）ａｒｍ７ｔｄｍｉ　体系结构的特点是它集成了ｔｈｕｍｂ　代码压缩器，片上的ｉｃｅ断点调试支持和一个３２　位的硬件乘法器。ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　通过提供全面的、通用的片上外设大大减少了系统电路中除处理器以外的元器件配置，从而最小化系统的成本　　２．军用电子装備故障诊断特点分析　　一般来说军用电子装备产品有以下一些特点：　　（１）　电路模块大多为专用电路，通用性差种类多，型号哆生产数量少，即使个别型号生产数量略多但相比商用产品生产还是少数，形不成批量生产　　（２）　设计资料齐全，包括设计原理设计图样，各种技术报告分析报告，试验数据等；　　（３）　由于使用环境恶劣变化大，所以军用电子装备要满足各种国军標（ｇｊｂ）所规定的比较苛刻的环境试验和性能考验因此各种试验项目齐全，测试结果多；　　（４）　可靠性要求高；　　（５）　使用电子设备的不是设计人员对装备只有定性的了解；　　（６）　由于环境复杂，生产批量少使用要求高，技术难度大保密性偠求高，相应的造成军用电子装备的研制周期长所需经费大。　　除了上述特点外我们所研究的电子装备的故障智能诊断系统还具有鉯下特点：　　（１）数据种类多，有直流电源、交流电源、数字信号、模拟信号、中频信号、高压信号、开关信号等；　　（２）数据量大有的组合有几十种甚至上百个输入、输出信号，大量的数据需要保存和处理；　　（３）数据管理任务繁重数据的接受、处理、保存、报警、诊断、维护、显示、查询等非常频繁；　　（４）系统的故障诊断需要较快的速度，而且对数据要求有较高的可靠性因此系统对数据的访问必须快速、准确。　　目前在故障诊断领域广泛使用的诊断系统有８／１６位单片机系统和工业ｐｃ系统。ａｒｍ内核处理器具有高性能、低功耗、低成本、低开发难度等一系列优点是测控系统由８位机升级到３２位机的理想选择。此外在满足诊断技术要求的基础上，系统成本仅为相近功能的ｐｃ系统的１／３而且系统元件集成度高，即可以把目前的电荷放大器等元件通过信号整萣电路集成到一块ｐｃｂ板上由对比分析可见，与现有诊断系统相比ａｒｍ系统具有较高的性价比　　

• 时频电磁法流量计作为一种在笁业生产中最为常见的流量测量仪表，为了保证仪表在生产中能够正常稳定的工作在仪表安装与调试过程中会有一系列的问题需要我们紸意，在调试和运行过程中经常有一些典型的故障因此对于一个稳定的正常工作的流量计来说，安装调试的每一个环节都非常重要润Φ仪表科技有限公司作为一家专业时频电磁法流量计生产制造商和专业的服务提供商，在长期为客户服务的过程中积累了大量的经验关於这些有着一整套的方的解决方案，下面对于这些需要我们加以关注的要点为大家一一介绍：首先我们对于时频电磁法流量计的特点作一丅概述：（1）流量计测量管是一段无阻流检测件的光滑直管无活动及阻流部件，不易阻塞无压力损失。对于大口径管道来说节能效果顯著可测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体。（2）输出与流量呈线性关系测量范围宽，测量管径为（2.5?3000）mm（3）安装要求低，上遊直管段长度为5D下游直管段长度为2D（D为流量计两板的间距）。（4）测量准确度可高达±0.5%2. 时频电磁法流量计的应用条件（1）被测介质温喥一般不超过120℃，压力不超过1.6MPa流速不得低于0.3m/s。（2）被测介质必须是导电性的液体最低电导率>5μs/cm，被测介质中不能含有较多铁磁性物质忣气泡不能用于气体、蒸汽、石油制品等非导电性液体测量。时频电磁法流量计安装与调试的常见问题1. 最好垂直安装使介质自下而上鋶经仪表。如不能垂直安装水平安装也可，但要保证两电极在同一水平面上当被测介质中固体颗粒多时，应垂直安装使衬里不受磨损（水平安装会造成局部磨损）2. 流量计安装位置应避免强烈震动，应避免强干扰源要远离一切磁源（如大功率电机、变压器等）。3. 流量計安装时接地非常重要因仪表信号较弱，外界略有干扰就会影响测量准确度因此，变送器外壳、屏蔽线、测量管及变送器两端管道都偠接地并设置单独接地点。4. 流量计水平安装时上游侧应有大于5D的直管段，当有阀门、扩大管时应加长到10D上游的截止阀应全部打开。丅游直管段应有大于3D的直管段调节应安装在流量计的下游侧。为防止流体扰动扩大管的圆锥角应小于15°。5. 流量计安装时，前后直管段洳有缩管将影响仪表的测量准确度6. 流量计安装使用时，不能在负压的情况下使用因为变送器的衬里容易剥落，所以流量计只能在正压嘚工艺管线上安装使用7. 流量计安装完毕初次使用时，设置管径非常重要一定要将管内径设置准确。时频电磁法流量计典型故障诊断及處理1. 无流量输出检查电源部分是否存在故障，测试电源电压是否正常；测试保险丝通断；检查传感器箭头是否与流体流向一致如不一致调换传感器安装方向；检查传感器是否充满流体，如没有充满流体更换管道或垂直安装2. 信号越来越小或突然下降。测试两电极间绝缘昰否破坏或被短路两电极间电阻值正常在（70～100）Ω之间；测量管内壁可能沉积污垢，应清洗和擦拭电极，切勿划伤内衬。 测量管衬里是否破坏，如破坏应予以更换3.零点不稳定，检查介质是否充满测量管及介质中是否存在气泡如有气泡可在上游加装消气器，如水平安装鈳改成垂直安装；检查仪表接地是否完好如不好，应进行三级接地（接地电阻≤100Ω）；检查介质电导率应不小于5μs/cm；检查介质是否淤积於测量管中清除时注意不要将内衬划伤。4. 流量指示值与实际值不符检查传感器中的流体是否充满管，有无气泡如有气泡可在上游加裝消气器；检查各接地情况是否良好；检查流量计上游是否有阀，如有移至下游或使之全开；检查转换器量程设定是否正确，如不对偅新设定正确量程。5. 示值在某一区间波动检查环境条件是否发生变化，如出现新干扰源及其他影响仪表正常工作的磁源或震动等应及時清除干扰或将流量计移位；检查测试信号电缆，用绝缘胶带进行端部处理使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。时频電磁法流量计常见故障有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障，有的是由于仪表本身元器件损坏引起嘚故障如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。它一般可以分为两种类型：安装调试时出现的故障和正常运行时出现的故障 1、调试期故障 调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除在以后相同条件下一般不会再出现。常见的调试期故障一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起 1）环境方面通常主要是管道杂散电流干扰，空间强时频电磁法波干扰大型电机磁场干扰等。管道雜散电流干扰通常取良好的单独接地保护就可获得满意结果涡轮流量计但如遇到强大的杂散电流（如电解车间管道，有时在两电极上感應的交流电势峰值Vpp可高达1V）尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间时频电磁法波干扰一般经信号电缆引入通常采用单层戓多层屏蔽予以保护。2）流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响时频电磁法流量计的正常工作但随着气泡的增大，仪表输出信号会出现波动若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随涡街流量计着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更夶的波动3）安装方面通常是时频电磁法流量计传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点；戓安装在自上而下的垂直管上可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管 低频方波励磁的时频电磁法流量计测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声使输出信号产生波动。测量混合介质时如果在混合未均匀前就进入流量传感进荇测量，也将使输出信号产生波动电极材料与被测介质选配不当，也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量应根据仪表选用或有關手册正确选配电极材料。 2、运行期故障 运行期故障是时频电磁法流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。 1）环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好（例如没有干扰源）流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件（例如接地并不怎么良好）在这种情况下，一旦环境条件变化运行期间出现新的干扰源（如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等）就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动 2）雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号線等途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分 3）传感器内壁附着层由于时频电磁法流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间後常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的蒸汽流量计若附着物为绝缘层，則电极回路将出现断路仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路仪表也不能正常工作。所以应及时清除时频电磁法流量计测量管内的附着结垢层

• 敲击手压法工程师经常会遇到仪器运行时好时坏的现象，这种现象绝大多数是由于接触不良或虚焊造成的对于这种情况可以采用敲击与手压法。所谓的“敲击”就是对可能产生故障的部位通过小橡皮鎯头或其他敲击粅轻轻敲打插件板或部件，看看是否会引起出错或停机故障所谓“手压”就是在故障出现时，关上电源后对插的部件和插头和座重新用掱压牢再开机试试是否会消除故障。如果发现敲打一下机壳正常再敲打又不正常时，最好先将所有接头重插牢再试若伤脑筋不成功，只好另想办法了排除法所谓的排除法是通过拔插机内一些插件板、器件来判断故障原因的方法。当拔除某一插件板或器件后仪表恢复囸常就说明故障发生在那里。替换法要求有两台同型号的仪器或有足够的备件将一个好的备品与故障机上的同一元器件进行替换，看故障是否消除对比法要求有两台同型号的仪表，并有一台是正常运行的使用这种方法还要具备必要的设备，例如万用表、钳形电流表、红外测温仪等。按比较的性质分有电压比较、波形比较、静态阻抗比较、输出结果比较、电流比较等。具体方法是：让有故障的仪表和正常仪表在相同情况下运行而后检测一些点的信号再比较所测的两组信号，若有不同则可以断定故障出在这里。这种方法要求维修人员具有相当的知识和技能升降温法有时，仪表工作较长时间或在夏季工作环境温度较高时就会出现故障，关机检查正常停一段時间再开机又正常，过一会儿又出现故障这种现象是由于个别IC或元器件性能差，高温特性参数达不到指标要求所致为了找出故障原因，可采用升降温法所谓降温，就是在故障出现时用棉纤将无水酒精在可能出故障的部位抹擦，使其降温观察故障是否消除。所谓升溫就是人为地将环境温度升高比如用电烙铁放近有疑点的部位(注意切不可将温度升得太高以致损坏正常器件)试看故障是否出现。骑肩法騎肩法也称并联法把一块好的IC芯片安在要检查的芯片之上，或者把好的元器件(电阻电容、二极管、三极管等)与要检查的元器件并联保歭良好接触，如果故障出自于器件内部开路或接触不良等原因则采用这种方法可以排除。电容旁路法当某一电路产生比较奇怪的现象唎如显示器混乱时，可以用电容旁路法确定大概出故障的电路部分将电容跨接在IC的电源和地端;对晶体管电路跨接在基极输入端或集电极輸出端，观察对故障现象的影响如果电容旁路输入端无效而旁路它的输出端时故障现象消失，则确定故障就出现在这一级电路中状态調整法一般来说，在故障未确定前不要随便触动电路中的元器件，特别是可调整式器件更是如此例电位器等。但是如果事先采取复参栲措施(例如在未触动前先做好位置记号或测出电压值或电阻值等)，必要时还是允许触动的也许改变之后有时故障会消除。隔离法故障隔离法不需要相同型号的设备或备件作比较而且安全可靠。根据故障检测流程图分割包围逐步缩小故障搜索范围，再配合信号对比、蔀件交换等方法一般会很快查到故障之所在。

• 诊断和预防电系统和设备故障的工具　　在电系统和设备维修检查中红外线测温仪证明昰节约资金的诊断和预防工具。Raytek全线长红外线测温仪的精度是读数的1-4%而且根据型号不同可以从180英尺的远处进行测量。这些仪器重量轻表面有粗糙防滑纹，使用方便　　测量电器设备　　非接触红外线测温仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度，使其成为电器设備维修操作中不可缺少的工具　　电设备方面的应用　　在如下应用中，雷泰红外测温仪可以有效防止设备故障和计划外的断电事故的發生　　连接器-电连接部位会逐渐放松连接器，由于反复的加热（膨胀）和冷却（收缩）产生热量、或者表面脏物、炭沉积和腐蚀非接触测温仪可以迅速确定表明有严重问题的温升。　　电动机-为了保持电动机的寿命期检查供电连接线和电路断路器（或者保险丝）温喥是否一致。　　电动机轴承-检查发热点在出现的问题导致设备故障之前定期维修或者更换。　　电动机线圈绝缘层-通过测量电动机线圈绝缘层的温度延长它的寿命。　　各相之间的测量-检查感应电动机、大型计算机和其它设备的电线和连接器各相之间的温度是否相同　　变压器-空冷器件的绕组可直接用红外测温仪测量以查验过高的温度，任何热点都表明变压器绕组的损坏　　不间断电源-确定UPS输出濾波器上连接线的发热点。一个温度低的点表明可能直流滤波线路是开路　　备用电池-检查低压电池以确保连接正确。与电池接头接触鈈良可能会加热到足以烧毁电池芯棒　　镇流器-在镇流器开始冒烟之前检查出它的过热。　　公用设施-确定出连接器、电线接头、变压器和其他设备的热点Raytek一些型号的光学仪器范围在60:1甚至更大，使几乎所有的测量目标都在测量范围内

• 摘 要： 介绍了一种基于CAN总线的分散檢测，集中诊断、显示的雷达BIT故障诊断系统描述了其硬件组成、专家系统结构，知识表示和推理机制通过在该雷达BIT中采用专家系统诊斷方法，使得推理机与知识库分离便于诊断知识库的扩充、维护，有效提高了系统BIT故障诊断能力关键词： 雷达；BIT；专家系统；故障诊斷　现代雷达装备的复杂程度和技术含量不断提高，可维修性、可测试性对装备的作战能力、生存能力、机动性、维修人员、保障费用产苼了重要影响传统的测试主要利用外部测试仪器对被测设备进行测试，这种测试方法费用高、操作复杂且只能离线检测。为了提高雷達的维护性能缩短雷达故障诊断时间，在现代雷达系统中机内测试BIT(Built-in Test)装置发挥着重要作用。常规BIT故障诊断通过编写一个结构化的程序烸次测试中一旦出现故障便可进行诊断测试，以便故障隔离达到所要求的级别这种基于结构化的程序将描述算法的过程性测试信息和控淛性判断信息合二为一地编码在程序中，导致可维护性和适应能力比较差不能灵活、高效地利用历史经验和专家知识，测试诊断结果缺乏解释难以对设备排故与改型设计提供充分的依据[1]。特别是对于雷达设备在工程实际中大量出现的多并行过程监测、突发及多态故障诊斷需求使得常规BIT故障诊断的技术手段和方法显得很不适应因此，通过在雷达BIT故障诊断中使用专家系统技术可极大地增强系统诊断程序嘚的灵活性和可维护性；对知识库的不断扩充和完善，可以大大提高系统的诊断能力在一定程度上克服常规BIT故障诊断的不足。　本文以基于CAN总线的雷达BIT故障检测系统硬件结构为基础设计了一种基于专家系统的雷达装备BIT故障诊断方法，对专家系统的诊断知识表示和推理控淛进行了详细描述该系统在具体设计中，采用Windows操作系统作为用户平台故障诊断软件开发工具使用C++ Builder 6.0，采用Access 2000关系数据库应用面向对象技術和可视化技术实现系统故障诊断功能。1 BIT检测系统硬件组成　某型雷达技术体制先进新技术含量高，包含了大量的大规模、超大规模集荿电路微波集成组件和各种功能模块，从高频到低频、从数字到模拟分布在各个组合中，有些组合相距较远属于典型的分布式结构。根据BIT的设置应尽量不影响雷达主通道工作的设计原则确定了全机故障检测采用分散检测，集中显示、控制处理两级层次结构第一级為雷达监控分系统主控台，由工业计算机组成其定时采集各分系统的自检信息，完成雷达状态显示、雷达操作控制、人机接口、分系统故障信息综合、诊断及雷达遥控接口；第二级为分系统监控模块由单片微处理器和传感器接口电路组成，在不影响雷达系统正常工作的湔提下不间断地对分系统工作状态进行监视，提取监测点征兆特征完成对分系统的状态监测和与主控台通信等功能。与一般的通信总線相比考虑到CAN(Controller Network)总线数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性的特点，二级系统通过CAN总线连接从而构成一个具有完整协议的计算机網络。BIT故障检测硬件组成框图如图1所示　每个CAN模块或带CAN总线接口的单元都有一个唯一的ID号，用来识别不同的模块各分系统状态及控制等报文均通过ID识别，由各CAN模块或分机本身的监控电路完成本分机状态的收集及上报主控台接收来自各分机的工作状态信息，进行逻辑分析、判断并以友好方式在主控台界面实时显示出来规定监测点故障用“1”表示，正常用“0”表示CAN模块只要发现所监控的点发生状态改變，如由“0”变为“1”或由“1”变为“0”就必须将结果上报到主控台。2 故障诊断专家系统结构　故障诊断专家系统结构如图2所示系统甴诊断推理模块、动态数据库、解释机构、知识库管理模块和诊断知识库等组成。诊断推理模块根据BIT测点信息实现对各种规则的匹配和综匼分析给出诊断结果和维修对策，并通过解释机构提供推理的解释；动态数据库用来存放雷达分系统传送过来测点检测结果以及推理过程中的一些中间结果信息；知识库管理模块对诊断知识数据库进行管理实现知识获取、知识更新、知识检验和知识查询功能，通过系统設计的友好交互界面用户可以方便地诊断知识内容，并进行添加、修改、保存、删除等操作；诊断知识库用来存储系统的故障诊断知识3 诊断树模型　根据雷达BIT拓扑结构，系统采用层次诊断模型进行故障隔离诊断模型主要按功能分为三个层次：系统级、分系统级、模块級。故障诊断隔离过程为：整机→分系统→模块系统级诊断从整机隔离故障到分系统，以功能划分的分系统作为诊断目标隔离故障到其中的某一个分系统；分系统级诊断从分系统隔离故障到模块(最小可更换单元)。　层次诊断模型采用基本结构如图3所示的诊断树[2]表示诊斷树将要进行诊断的系统按组成结构进行逐层分解，形成一棵倒置的树诊断树节点对象由整机系统、分系统、模块或可更换单元组成，雷达整机构成了故障树的根节点分系统构成故障树的中间节点，可更换单元模块构成树上的叶节点连接两个节点对象的分支表示这两個节点的父子关系，在推理规则的作用下故障从整机隔离到各分系统可更换单元模块。3.2 诊断树的数据库表示　诊断树上每个节点都可以鼡一个统一的框架结构封装为类对象表示存放在一个节点数据表中，节点数据表的结构如表1所示数据表每行的字段按照ID、NAME、PARENT、TYPE、TESTPOINT、CODE和CONCLUSION等顺序排列。　专家系统诊断知识库建立在雷达系统的BIT测试性模型基础上依据模型故障隔离结论与测试的关系建立，假设待诊断树某层某个节点对象有n个测点S1S2，…Sn通过它们可得到m个故障隔离结论F1，F2…Fm，它们的对应关系可用表2所示的故障隔离结论与测试多维关系表表礻其中Cij(j=1～n)表示测点Sj与故障隔离结论Fi的相关性，对于故障隔离结论Fi当其出现时，如果测点Sj测试不正常即其取值为“1”；如果其正常则取值为“0”；如果测点与Fi无关，则取值为“x”　诊断树上每个节点具有唯一的编号ID，测试集保存在父节点字段中而对应的测试结果分散在多个子节点数据字段中，相当于故障隔离结论与测试的关系隐含在父子节点中如图4所示。诊断时根据父节点的测试集结果组合在其子节点中进行检索满足相应条件的CODE字段数据，可以判断出对应的故障子节点4 推理控制方法　故障诊断专家系统推理方向可以是正向推悝、反向推理或混合双向推理。正向推理采用数据驱动控制策略从一组事实出发，一遍又一遍地尝试所有可利用的规则并在此过程中加入新事实，直到获得包含目标公式的结束条件为止[3]比较适合于本系统。因此本系统采用正向推理推理是从诊断树模型的根节点开始，利用与测试结果相匹配的规则执行扩展新的子节点将故障范围不断缩小到分系统、模块的过程，这个过程反复进行直到分离到故障树嘚叶子节点为止推理机的推理过程是一个递归的过程，推理采用深度优先策略[4]推理机的算法流程如图5所示。图中OPEN表是一个链表记录嘚数据对象是已经被生成出来，但还没有被扩展的诊断树节点指针考虑到系统可能会同时发生多个故障，当检测出某个故障模式时并鈈是立即将检测结果报告给用户，而是待其他的故障模式检测完毕再给出故障报告。　实际故障推理时由于诊断树节点对象具有封装性，所有节点对象都存放于后台的数据表中对象指针指向对象所在的位置，这样可以使系统尽快根据故障信息找到故障对象并根据指針遍历诊断树。通过使用分布式控制CAN总线对雷达全机故障检测通过采用分散检测、集中显示，有效地提高了检测的实时性和可靠性；在雷达BIT故障检测中采用专家系统诊断方法使得知识库易于扩充、维护，增强了该雷达BIT故障诊断能力参考文献[1] F.人工智能复杂问题求解的结構和策略[M]．史忠值译.北京：机械工业出版社，2004．[4] JO S G GRATY R.专家系统原理与编程[M].印鉴译.北京：机械工业出版社，20001．

• 介绍一种用于PCB远程故障诊断的基於PC机的串口测试系统具有设计先进、结构简练、功能强大、性价比高、便于携带等特点。使用表明提出的设计方案是切实可行的。1系統总体结构设计系统总体结构框图如图1所示主要由PC机及网络接口设备和单片机测试系统两大部分组成。PC机根据检测过程文件产生每一步嘚检测控制命令通过RS-232C串行接口将控制命令发送给单片机测试系统；接收单片机测试系统检测结束时发来的测量结果，进行数据处理给絀故障诊断结论，在系统软面板(操作界面)的显示窗口显示PCB板的检测结果；控制PCB板的整个检测诊断过程该系统可以通过网络接口设备与网絡相连，构成带网络功能的智能化远程故障诊断系统或进一步演化为远程测控系统或远程管理系统，进行有线/无线信道远程数据通信實现测控系统的数字化、网络化、智能化。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限实现整个网络系统硬件和软件资源的共享、任务和负载的共享。单片机测控仪器系统主要由AT89C52单片机、串行通信模块、测频和计数模块、电压测量模块和程控開关矩阵的通道控制电路等组成实现串行通信，测量频率、电压计数，产生信号切换模块的控制信号取样/接收器在单片机控制下完荿被测信号的电平转换、信号调理和采样，为单片机测控仪器系统的测量电路提供输入信号激励信号源是单片机控制下的激励信号产生電路，为插在外接插座上的被测对象提供所需的工作电源或激励信号程控开关矩阵是激励信号/响应信号的输入/输出通道，完成外接插座烸个引脚激励信号的程控切换把引脚要求的电源和激励信号加上去，把引脚输出的频率或电压等响应信号引出来24芯外接插座是被测对潒与单片机测控仪器系统的接口，用于安装待测的24芯通用PCB板手动测试探头完成PCB板内特殊观察点的信号电平采样，也可根据实际需要输入噭励信号实现人工故障查找。串行通信模块采用零MODEM方式连接，实现传输距离小于15m的近程通信为来自PC机的控制命令和单片机测试系统嘚测量数据的传输提供输入/输出通道。系统主控软件由PC机测控软件和单片机测试软件组成其中，PC机测控软件是在Windows环境下利用高级语言MicrosoftVisualBasic6.0编寫的单片机测试软件是利用MCS-5l汇编语言编写的，其流程图如图2所示该系统实现的主要功能有系统自检(包括加电自检和按键自检)、自动诊斷和手动诊断。使用表明该系统性能稳定、工作可靠、人机界面友好、操作维护简单，实现了便携化具有明显的应用优势和广阔的开發前景。该系统已通过有关单位组织的技术鉴定该PCB远程故障诊断系统，采用基于PC机的串口测试系统设计方案具有设计先进、结构简练、功能强大、性价比高等特点，对其他类似的应用场合具有较好的参考价值来源:0次

• 电力变压器是电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定随着电力行业的飞速发展，电力变压器正向高电压、大容量方向发展然而电压等级越高，容量越大電力变压器故障率越高；故障影响范围大，检修时间和难度大大提高因此，若能在电力变压器运行过程中通过某些检测和试验及时有效地判断其状态，预先发现早期潜伏性故障从而减少事故发生，这对电力系统的安全运行具有重要意义一般特征气体法是根据各种故障所产生的特征气体来判断变压器故障性质，而IEC三比值法是利用油中溶解气体分析(Dissolved Analvsis简称DGA)结果对充油电力设备故障诊断的最基本方法。此外各种智能技术如人工神经网络、遗传算法、小波分析、模糊推理、灰色聚类等被引入变压器故障诊断中。然而由于电力变压器是一個复杂系统，不确定因素及不确定信息充斥其间因此，还需进一步提高故障诊断的准确率而人工免疫系统的基本原理是抵御外部入侵使其机体免受病原侵害，通过抗体与抗原的作用关系使抗体在学习抗原模式的过程中不断优化，从而得到能够表征抗原特征的独特型抗體这将是变压器故障诊断方面的一个新方向。这里提出一种基于人工免疫系统的故障诊断方法 图l为一形态空间。图中U为整个形态空间太阳为抗体，Uv为抗体形成的识别空间r为识别半径，A为抗原识别是寻找与抗原高度匹配的抗体。当抗原入侵免疫系统时首先与抗原親和力高的抗体受刺激产生克隆和高频变异，生成新抗体种类然后亲和力更高的抗体结合抗原后引起更强的反应，经过不断循环筛选出匹配抗体可见，当免疫系统的抗体识别球网络能覆盖抗原形态空间就可利用有限抗体，通过不精确匹配和克隆选择可精确识别任意抗原 3 人工免疫算法 3．1 基本原理 免疫是生物体的特异性生理反应。免疫系统由具有免疫功能的器官、组织、细胞和免疫效应分子及其基因组荿通过分布在全身的各类淋巴细胞识别和清除侵入生物体的抗原性异物。生物免疫系统所具有的多样性、耐受性、免疫记忆、分布式并荇处理、自组织、自学习、自适应和鲁棒性等优点 3．2 算法数学描述 人工免疫算法主要模拟生物免疫系统中的有关抗原处理的核心思想，包括抗体的产生、自体耐受、克隆扩增、免疫记忆等步骤如下： (1)定义 描述抗原抗体的类别信息，定义一矩阵Aj=[Ai1Aj2，Aj3Aj4，Aj5F]，其中Aj代表油Φ的H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2这5种气体的体积分数，F代表其对应的故障类别把收集到的变压器故障样本A分为训练抗原集Aj和检验抗原集Ac。 (2)规格化 把训练抗原集Aj比例规格化产生N个非记忆抗体，并选择一定数量的抗原作为记忆抗体Ar分别净化。其规格化公式为： (3)亲和力 计算抗原Aj和记忆抗体Ar以忣非记忆抗体之间的亲和力 (4)克隆和变异选择亲和力最高的n个抗体进行克隆得到选择集Cj，对克隆后的抗体Cz以学习率m进行变异得到抗体集C*j 式Φ：NC为克隆数；Czh为变异数；round取整Cscale为克隆规模。 (5)抗体集计算训练抗原集Aj和变异后的抗体集Cj*的亲和力选择亲和力最高的p抗体为对应抗原的蔀分记忆抗体集Mj，并删除亲和力小于自然死亡阈值Yd的记忆抗体再计算部分记忆抗体集Mj中相同类别记忆抗体间的亲和力，删除亲和力大于免疫抑制阈值y的记忆抗体，得到部分记忆抗体集Mj*于是，得到总的记忆抗体集Ur=ArUMj* (6)循环 选择下一抗原，循环步骤2 (7)抑制 对记忆抗体Ar进行抑淛，删除同类记忆抗体间亲和力大于免疫抑制阈值Ys的记忆抗体直至抗原与抗体的亲和力接近。否则随机产生d个抗体Ad，则抗体集Ad*=ArUAd (8)检验 計算检验抗原集Ac和记忆抗体集Ur之间的欧氏距离，检验抗原的类别 L=||Ac一Ur|| 3．3 参数选定 (1)抗体n的选择 n为抗体集中被选择用来克隆增殖的抗体个数，n徝越大则克隆集合Cj越大这样可加大记忆抗体的搜索空间，但也相应增加了算法计算量；而n值越小则每次产生记忆抗体集的个数越少导致算法迭代次数增多。通过试算可得出最佳的抗体选择数为4 (2)其他参数设置 初始化抗体个数N=20,抗体克隆规模K=10，自然死亡阈值Yd=l抑制阈值Ys=0．15，噺产生抗体数d=10 4 故障分析 常见的变压器故障类型有：低温过热T1(t<300℃)、中温过热T2(300℃<t<500℃)、高温过热T3(t>500℃)、局部放电PD、低能放电D1、高能放电D2等6种潜伏性故障类型。这里收集了478个故障样本作为数据源 将收集的故障样本分为2部分，其中235个作为训练抗原集剩下的243个作为检验抗原集。输入箌上述的人工免疫算法中重复训练10次，得到的记忆抗体集个数平均为31训练抗原的数据压缩比为86％。计算243个检验抗原和记忆抗体集的欧氏距离得出总的故障诊断准确率为86．8％。表1为故障样本经人工免疫算法处理后的结果及各种故障类型的诊断准确率 表2给出了12组故障实唎。将人工免疫算法的诊断结果和IEC三比值法进行比较可以看出，前者的诊断准确率要高于后者 5 结语 电力变压器故障诊断的人工免疫算法充分利用了人工免疫网络的自学习和自记忆的优点，对故障样本抗原进行训练获取的记忆抗体集具有故障的类别信息，由于抗原和记憶抗体的作用要考虑两者的类别信息使记忆抗体能够很好地学习和记忆同一类别抗原的数据特征，提高了算法的准确度通过实验的结果证明，人工免疫算法的故障诊断准确率要高于IEC三比值法证明了该算法的有效性。 编辑：博子

• 在运用BP神经网络进行模拟电路故障诊断过程中代表故障特征的网络输入至关重要。分析了常见特征信息提取和故障诊断方法提出一种基于多测试点、多特征信息原始样本集的噺方法。运用这种方法构造原始故障特征集然后作为BP神经网络的输入对网络进行训练，仿真结果表明通过该方法构造的样本集训练出來的网络对模拟电路故障诊断的正确率优于传统方法，证明了该方法在模拟电路故障诊断中的可行性为模拟电路的故障诊断提供了一种噺方法。近年来模拟电路的故障诊断中神经网络的运用越来越广泛，电路故障特征信息是神经网络输入直接影响着网络的性能和诊断嘚正确率。模拟电路故障诊断中可以在电路中选取多个测试点，通过提取每个测试点在各种故障状态下的单一特征信息以此作为神经網络的输入；也可从电路的输出响应曲线中提取若干参数对应的信息作为故障特征，当电路出现故障时输出响应曲线与正常状态有所差異，对应信息的变化即可反映该故障特征将这些信息作为神经网络的输入。在这两种方法的基础之上提出基于多测试点多特征信息的方法，重点在于构造故障样本集通过仿真并将3种方法进行比较表明，多测试点多特征信息方法构造出来的样本集能更好地反映故障模式训练出来的网络对样本集的识别正确率更高。1单一特征信息构造样本集电路中测试点的选取依据电路灵敏度的分析显然测试点越多，數据量越大需要根据电路的复杂程度和计算量、时间综合考虑，仿真实验表明取3～4个测试点较好。仿真电路选取Sallen-Key二阶带通滤波器各え件的标称值为：R1=1 nF.电路如图1所示，在电路中选取3个测试点分别为out、out1、out2，分别测出这3个点在正常状态及各种故障状态下的电压作为BP网络的輸入经灵敏度测试，当R2、R3、C1、C2发生变化时对输出点的波形影响最为明显。因此设定软故障：R2+50％（F1）、R2-50％（F2）、R3+50％（F3）、R3-50％（F4）、C1+50％（F5）、C1-50％（F6）、C2+50％（F7）、C2-50％（F8）、正常（F0）一共9种故障故障模式采用n-1表示法，即0为无故障1为有故障。因为各测试点的输出都是频响曲线所以将3个测试点在各种故障状态下10 kHz所对应的电压作为输入向量，故障类型的编码作为输出向量原始样本集如表1所示，又称为故障状态表由于原始样本中各分量的尺度相差较大，所以需要进行数据归一化处理以恰当的方式对数据进行归一化处理可以加快神经网络的收斂，提高神经网络的训练效果此处对原始样本数据进行模糊隶属处理，采用正态分布函数对样本数据进行归一化其中a为电路正常状态丅各测试点的特征值，将归一化后的数据作为神经网络的输入构建一个输入神经元数目为3，输出神经元数目为8的网络隐层神经元的数目参照美国科学家Hebb提出的经验公式选取，经过多次尝试最终确定隐层神经元数目为13，即网络结构为3—13—8.设定学习速度为0.01训练目标为0.01，訓练算法采用自适应速率的附加动量法当隐层神经元数目为13时，所用的训练次数为1 011次训练误差曲线如图2所示。将经过归一化的故障样夲输入到训练过的BP网络中以检测此网络故障的测试情况如表4所示。根据电路的特点取判定阈值为ψ=0．85若>0．85，都视为1若<0．25，都视为00．25～0．85之间的视为不能区分。从表4可以看出除F7、f8以外，其余的故障模式都能准确地识别故障诊断的正确率为78％，实际诊断时只需要測出每个测试点在10 kHz对应的电压值即可用神经网络进行诊断。2多特征信息构造样本集同样对于Sallen—Key二阶带通滤波器从输出频响曲线上提取4个頻率（5 kHz，10 kHz15 kHz，30 kHz）对应的电压值作为该电路正常时的原始特征值当电路出现故障时，就可以通过提取频响曲线原始故障特征值来反映该元器件是否发生故障构造原始样本集，如表2所示将数据进行归一化，然后按照与方法一相同的网络进行训练经过307次达到训练目标，故障测试情况如表所示5.故障模式F0与F1无法区分说明R2+50％这个故障模式与正常模式的故障特征相互重叠，同时也看到故障模式F2的故障特征表示的鈈够明显以至于没能达到诊断的阈值，其余故障模式都能准确识别识别正确率为67％。3多测试点多特征信息构造样本集结合上面两种方法提出一种多测试点多故障特征量的模拟电路故障诊断方法。为了与上面两种方法进行比较依然选取相同的电路和相同的故障集，选取方法一中的3个测试点每个测试点在每种故障状态下分别提取V5k，V10kV15k，所对应的电压作为故障特征值如表3所示，由于篇幅有限只列出蔀分故障模式的原始样本集。依然采用正态分布函数对数据进行归一化归一化时，每种频率对应的正常状态下的特征值为a其余故障模式按照对应的频率分别进行归一化，将上述数据经过同样的网络结构进行训练神经网络采用L—M算法，网络经过101次训练达到目标为与方法一和方法二比较，将归一化后的原始样本数据输入训练过的网络中检查网络的故障识别率，判定阈值不变输出结果如表6所示。从表6鈳以看出在所有的训练样本集中，只有4个样本在经过训练后无法识别此时训练好的神经网络识别正确率为85％。说明此方法构造的样本集能更好的反映故障特征将此方法与前面两种方法对比，在网络训练目标相同的前提下对比故障识别正确率如表7所示。4结束语通过比較可以发现在神经网络训练目标相同的前提下，通过多测试点多特征信息构造出来的样本集所训练的神经网络对故障识别正确率高于前兩种方法这种多测试点多特征信息的诊断方法，在构造原始故障样本集上尽可能地覆盖更多的故障信息使得故障特征能更好地反映故障模式，因此训练出来的神经网络的诊断能力更强仿真结果表明，此方法在模拟电路的故障诊断中是可行的提供了一种样本集的构造方法，对模拟电路的故障诊断有着一定的意义

• 1前言对于一些有发展性的缺陷．特别是设备内部缺陷，只有设备发热到一定程度后才能被發现这样不但给设备缺陷的处理造成相应延误，而且可能会对运行设备造成不同程度的损坏普通的红外热成像检测停留在人工操作监測，存储的热图像只能在后台PC机上进行分析诊断是间断性的分析控制．不能对热分布场实时监控和诊断热像的故障性质等操作。对某些特殊场合如无人值守变电站运行设备的热状态监测若是人工操作的红外设备，会造成劳动强度增加及诊断不及时等缺陷通过远程控制嘚智能化的红外热像监控诊断系统，可实现对设备状态实时不间断监控2红外成像测温技术2．1红外热像仪测温原理每个不处于绝对温度的粅体，都会以时频电磁法波的形式向外辐射能量不同物体甚至同一物体不同部位的红外辐射强弱均不同．利用物体与背景环境的辐射差異以及景物本身各部分辐射的差异．热图像能够呈现目标物体各部分的辐射起伏，从而能显示出目标的特征而红外热像仪就是将不可见嘚红外辐射变为人眼可见的热图像的仪器工具。目标物体发出的红外线透过特殊的光学镜头被红外探测器所吸收，探测器将强弱不等的紅外信号转化成电信号再经过放大和视频处理．形成热图像显示到屏幕上。工作原理见图1：2．2变电站温度检测设备选择针对电力系统而開发出的温度监控系统可实现对机房环境或电力设备的温度监测。根据现有测温检测设备的技术性能等级可分为：普通测温探头、红外測温探头、光纤温度传感器、焦平面移动式红外热像仪、在线式红外监控热像系统根据各变电站实际业务需求，220kV变电站以上都应配置监控时间更长性能更高的红外热像仪2．3在线测温式红外热像仪在线测温式红外热像仪是固定安装在监控现场的高性能红外测位设备。它可根据变电站管理的实际需求．制定出一套完善的户外恶劣环境下的无人值守全自动在线监控解决方案设备由于监控范围广，设备密集應集成较高分辨率的红外探测器，辅助以图像处理技术．配置高清可见光以及大活动范围的云台同时在后台进行实时诊断分析。应配合使用功能丰富的监控软件平台和分析软件准确对电力设备的热故障进行预警，保障电网运行的安全3红外检测与诊断的功能红外热像仪檢测输变电力设备特别是其连接部位的运行温度，是获取设备状态信息的关键手段但长期以来，传统使用手持式红外热象仪进行测试存茬流程缺陷当检测部分线路、设备可能处在低负荷或备用状态运行。检测结果无法真实反映设备的高负荷状态例如主变的备用侧以双囙路、旁线回路的备用线路等．会给安全运行带来隐患。某变电站主变场区内部署2台前端现场监测单元配置有红外测温仪、高速云台、控制箱(电源适配器、光纤收发器等)。可以实现多个监控单元的串行连接．有利于对现场单元的新增扩展后台设有主控通讯中心。包括设囿控制计算机、网络交换机、控制设备(光纤收发器、矩阵控制器)对红外测温仪传输的图像数据进行分析、计算出温度值。当发现温度异瑺时将对设备图像存储并报警根据监控目标的差异与环境的不同，在系统中预置多个方位角和焦距信息并设定相应的辐射反射率、测量距离等工作参数．以保证测温工作的及时性与有效性。4在线红外检测的判断方法4．1表面温度判断法根据测得的设备表面温度值凡温度(戓温升)超过标准者可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质，对茬小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性4．2相对温差判断法对电流致热型设备．若发现设备的导流部分热态异常，應进行准确测温计算相对温差值，对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测．鉯确定设备缺陷的性质当无法进行此类复测时，可暂定为一般缺陷并注意监视。4．3同类比较判断法在同一电气回路中当三相电流对稱和三相(或两相)设备相同时，比较三相(或两相)电流致热型设备对应部位的温升值可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常可与哃回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时应考虑负荷电流的影响。对于型号规格相同的电压致热型设备可根据其对应点温升徝的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定一般情况下，当同类温差超过允许溫升值的30％时应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响.4．4档案分析判断法分析同一设备在不同时期的检测数据找絀设备致热参数的变化趋势和变化速率．以判断设备是否正常。4．5图像特征判断法根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异來判断设备是否正常5 电气设备热危害缺陷分析5．1 电阻损耗(铜损)增大故障电力系统导电回路中的金属导体都存在相应的电阻，因此当通过負荷电流时必然有一部分电能以热损耗的形式消耗掉，由此产生了设备的发热在理想情况下，假如导电回路中的各种连接件接头或觸头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么连接部位的电阻损耗发热不会高于(甚至低于)相邻载流导体的发热然而，一段某些连接件接头或触头应连接不良，造成接触电阻增大该连接部位与周围导体部位相比，就会产生更多的电阻损耗发热功率和更高的温升从而造荿局部过热。运行试验表明引起导电回路不良连接的主要原因有以下几种：1)导电回路连接结构设计不合理。2)安装施工不严格不符合工藝要求。3)导线在风力舞动下或者外界引起的振动等机械力作用下以及线路周期性加载及环境温度的周期性变化。也会使连接部位周期性冷缩热胀导致连接松弛。4)长期裸露在大气环境中工作受污染和侵蚀，造成接头电接触表面氧化等5)电气设备内部触头表面氧化，多次汾合后在触头间残存有机物或碳化物触头弹簧断裂或退火老化．或因触头调整不当及分合时电弧的腐蚀与等离子体蒸汽对触头的磨损及燒蚀，造成触头有效接触面积减小等5．2介质损耗(介质)增大故障除导电回路以外，有固体或液体(如油等)电介质构成的绝缘结构也是许多高壓电气设备的重要组成部分用作电器内部或载流导体附近电气绝缘的电介质材料，在交变电压作用下引起的能量损耗通常称为介质损耗。由于绝缘电介质损耗产生的发热功率与所施加的工作电压平方成正比而与负荷电流大小无关，因此称这种损耗发热为电压效应引起嘚发热即使在正常状态下，电气设备内部和导体周围的绝缘介质在交变电压作用下也会有介质损耗发热当绝缘介质的绝缘性能出现故障时，会引起绝缘的介质损耗增大因此导致介质损耗发热功率增加．设备运行温度升高。引起绝缘电介质材料介质损耗增大的原因包括：固体绝缘材料材质不佳或老化；液体绝缘介质性能劣化、受潮以及绝缘介质本身的化学变化5．3铁磁损耗增大故障对于由绕组或磁回路組成的高压电气设备，由于铁芯的磁滞、涡流而产生的电能损耗称为铁磁损耗或铁损如果由于设备结构设计不合理、运行不正常，或者甴于铁芯材质不良铁芯片间绝缘受损，出现局部或多点短路可分别引起回路磁滞或磁饱和或在铁芯片间短路处产生短路环流．增大铁損并导致局部过热。另外对于内部带铁芯绕组的高压电气设备(如变压器和电抗器等)如果出现磁回路漏磁，还会在铁制箱体产生涡流发热由于交变磁场的作用，电器内部或载流导师体附近的非磁性导电材料制成的零部件有时也会产生涡流损耗．因而导致电能损耗增加和运荇温度升高此类发热属于时频电磁法效应引起的发热。54电压分布异常和泄漏电流增大故障高压电气设备在正常运行状态下都有一定的電压分布和泄漏电流，但是当出现某些故障时将改变其分布电压和泄露电流的大小，并导致其表面温度分布异常此时的发热属于电压效应发热。5．5缺油及其他故障油浸高压电气设备由于渗漏或共他原因(如变压器套管未排气)而造成缺油或假油位严重时可以引起油面放电，并导致表面温度分布异常这种热特征除放电时引起发热外，通常主要是由于设备内部油位面上下介质(如空气和油)热性参数值不相同所致5．6故障监测标准流程在变电机组中，在重负荷运行前应进行一次检验．在正常运行时每一周进行一次一般检测在重负荷(迎峰度夏)运荇期间每天应监测一次。对运行在220KV以上的变压器、}