虚拟实验系统中仿真电路故障诊断的研究与实现

摘要

近年来,虚拟实验室技术的研究得到普遍重视.虚拟实验克服了传统实验存在的缺点,使实验过程变得更方便,资源投入更少,维护也更容易.此主要探讨虚拟实验室系统中的数字逻辑虚拟实验系统.数字逻辑虚拟实验系统中的一个难点是仿真电路故障诊断的实现.仿真电路故障诊断可分为自动故障诊断和手工故障诊断两方面,具体就涉及到仿真电路模型、故障模型的建立以及虚拟仪器的设计,它们直接影响到整个系统的性能以及系统的易用性.仿真电路是指对数字逻辑电路的软件仿真,也就是数字逻辑虚拟实验系统中的电路.通过对数字逻辑电路的研究分析,发现利用Petri网对仿真电路进行建模分析比较方便,因为Petri网是一种可用图形表示的组合模型,具有直观、易懂和易用的优点,十分适合描述并发现象,同时Petri网又是严格定义的数学对象,借助数学思想的Petri网分析方法和技术既可用于静态的结构分析,又可用于动态的行为分析.这些特点使得Petri网很适合数字电路的建模与分析.因此,将Petri网的分析方法与计算机仿真的数字电路相结合,提出了基于Petri网的仿真电路模型、故障模型以及相关的测试生成、测试集化简方法.故障诊断的传统方法是使用检测仪器手工进行的,所以,在数字逻辑虚拟实验系统中,虚拟仪器也是重要的一部分.在对虚拟仪器进行了深入的研究基础上,结合系统的实现,建立了虚拟仪器的面向对象的层次结构模型.该模型结构使虚拟仪器建模过程简单清晰,使虚拟仪器模型可以作为系统其它部分模型的组成部分融合起来,简化了整个系统的开发,同时也体现了模型的重用性.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1课题背景

1.2相关研究与理论

1.3课题主要研究工作

2仿真电路的Petri网模型

2.1 Petri网理论

2.2仿真数字电路的Petri网模型

2.3本章小结

3基于Petri网的仿真电路自动故障诊断

3.1仿真电路测试的原理

3.2测试生成流程及通路敏化法

3.3基于Petri网的测试生成方法

3.4测试生成方法的应用分析

3.5测试集的化简方法

3.6故障字典

3.7本章小结

4虚拟实验系统中仿真电路自动故障诊断的设计

4.1数字逻辑虚拟实验系统VLAB简介

4.2 VLAB中自动故障诊断的设计

4.3本章小结

5虚拟实验系统中仿真电路手工故障诊断的设计

5.1 VLAB中的虚拟仪器

5.2 VLAB中的虚拟仪器设计规则

5.3 VLAB中的虚拟仪器建模与实现

5.4本章小结

6结束语

6.1总结

6.2进一步研究方向

致谢

参考文献

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