摘 要：本文利用電路軟件Multisim2001對某型導(dǎo)彈發(fā)射車的電控系統(tǒng)電路進(jìn)行仿真，通過仿真獲得導(dǎo)彈發(fā)射車的電控系統(tǒng)電路的故障參數(shù)，獲取功能-故障之間的對應(yīng)關(guān)系,建立智能診斷專家系統(tǒng)知識庫，為解決專家系統(tǒng)知識獲取的“瓶頸”問題提供一個新的思路。 關(guān)鍵詞：電路仿真 知識獲取 專家系統(tǒng) Abstract：This paper make use of circuit simulation software Multisim2001module modeling and simulating , acquiring fault data of electric control circuit of missile launching vehicle, acquiring correspondence relation of function-fault, establishing knowledge base of intelligent diagnostic expert system, affording a new thought to resolve knowledge acquisition of expert system. Key words：circuit simulating knowledge acquisition expert system 　　目前故障智能診斷專家系統(tǒng)都面臨著故障知識和診斷維修知識貧乏的問題，以至于很多開發(fā)出來的智能診斷系統(tǒng)大都處于理論探索或原型設(shè)計階段，實用價值不高，如何獲得有效和足夠的知識，成了制約智能診斷系統(tǒng)實際工程運(yùn)用能力的一個瓶頸[1]。 　　智能診斷專家系統(tǒng)是以知識庫為核心而建立起來的，對電路進(jìn)行仿真則是建立系統(tǒng)和完備的知識庫最為有效可行的辦法。本文擬以電路仿真方式建立某裝備電氣系統(tǒng)動態(tài)運(yùn)行模型，利用軟件強(qiáng)大的分析功能對電路進(jìn)行直流、瞬態(tài)等分析，包括一些元器件的電壓.電流值和測試點(diǎn)的設(shè)置，獲得電路在正常情況和故障狀態(tài)下的仿真參數(shù)，將所得到的參數(shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，以便于系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用和檢索，通過合理的算法和知識表示形式，最終確定故障節(jié)點(diǎn)[2] [3]。 1 仿真平臺 　　Multisim2001軟件是迄今為止使用最方便、最直觀的電路仿真軟件,增加了大量的VHDL元件模型,可以仿真更復(fù)雜的數(shù)字元件,在保留了EWB形象直觀等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)了軟件的仿真測試和分析功能,擴(kuò)充了元件庫中的元件的數(shù)目,特別是增加了大量與實際元件對應(yīng)的元件模型,使得仿真設(shè)計的結(jié)果更精確、更可靠、更具有實用性。 　　故障診斷專家系統(tǒng)知識庫的主要依靠Multisim2001提供的多種輸入輸出接口來建立，Multisim2001可輸入由Spice等其他電路仿真軟件所創(chuàng)建的Spice網(wǎng)表并自動形成相應(yīng)的電路原理圖,可以把Multisim2001環(huán)境下創(chuàng)建的電路原理圖文件輸出給Protel等常見的PCB軟件進(jìn)行印刷電路板設(shè)計,也可以將仿真結(jié)果輸送到MathCAD和Excel等應(yīng)用程序中[4]。 2 電控系統(tǒng)電路的制作 　　某導(dǎo)彈發(fā)射裝置電控系統(tǒng)中的電路分為配電電路和起豎電路兩大部分，整個電路圖是由各個單元電路組成。圖1所示為配電電路中的甲板室加溫器的電路原理圖。 　　起豎電路是用來控制發(fā)射裝置上的支柱、夾鉗、限動器、千斤頂、回轉(zhuǎn)機(jī)的電動機(jī)構(gòu)以及發(fā)射臺、起豎臂的液壓系統(tǒng)電磁閥門、電磁離合器等按設(shè)定程序工作。包括以下程序： 　　1. 起豎電路供電程序; 　　2. 往發(fā)射車上裝載導(dǎo)彈的程序; 　　3.準(zhǔn)備發(fā)射導(dǎo)彈的程序; 　　4.導(dǎo)彈未發(fā)射轉(zhuǎn)為行軍狀態(tài)程序。 　　在整個電路中，電機(jī)的動作主要靠繼電器的觸點(diǎn)來控制，而繼電器的通電又是由一些微動開關(guān)來控制。所以在電路中定義了許多手動控制的開關(guān)，將按照各個程序依次動作來對以上的四個程序進(jìn)行仿真。圖2是起豎電路的一部分。 [align=center] 圖1配電電路部分電路原理圖 圖2起豎電路部分電路原理圖[/align] 3 故障仿真與診斷知識的生成 　　發(fā)射裝置電控系統(tǒng)的故障在戰(zhàn)場上主要依靠更換元器件來修理，所以在電路中找出損壞的元器件就是維修的關(guān)鍵所在，如果僅僅憑借修理者自身的經(jīng)驗很難快速的找出故障源。在智能診斷系統(tǒng)中，通過電路的仿真在電路里設(shè)置一些故障，通過分析就可以快速查找故障。下面以起豎電路為例進(jìn)行故障診斷： 3.1故障設(shè)置 　　夾鉗打不開是一種常見的故障現(xiàn)象，這里我們假定電機(jī)是好的，在電路中是發(fā)生了斷路的故障。在起豎電路中，設(shè)電機(jī)7M1前的節(jié)點(diǎn)為3號節(jié)點(diǎn)，將其狀態(tài)設(shè)為斷開。其它元件都為正常，分別設(shè)S1 S2 S4 S5 S6前的節(jié)點(diǎn)為1 2 4 5 6號節(jié)點(diǎn)。 3.2故障尋找 　　（1）故障仿真 ：按下仿真開關(guān)，電路開始仿真。在本電路中為了更直觀的看到故障所在，在每個直流電機(jī)的電路里串入一個發(fā)光二極管。仿真結(jié)束后觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的發(fā)光管沒有亮。 　?。?）現(xiàn)象對比：在正常的電路里，每個電機(jī)所在的線路都并在電源的正負(fù)母線之間，可以通過仿真比對每個電機(jī)的發(fā)光管的亮與否，確定電機(jī)是否正常工作。 　?。?）確定故障：在確定故障的過程中，我們采用瞬態(tài)分析法。首先對正常電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，通過分析得到了所有節(jié)點(diǎn)的電壓值，圖3是通過瞬態(tài)分析的正常電路的結(jié)果顯示，通過觀察3號節(jié)點(diǎn)的電壓值為29V。將這些參數(shù)導(dǎo)入EXCEL表格中，以具體的數(shù)字表現(xiàn)出來，圖5即是節(jié)點(diǎn)參數(shù)的數(shù)字表現(xiàn)。然后對故障電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，同樣可以得到所有的電壓值，圖4所反映的就是故障電路的瞬態(tài)分析結(jié)果，通過觀察可知3號節(jié)點(diǎn)的電壓值為0V。圖6就是節(jié)點(diǎn)參數(shù)的數(shù)字表示。在這兩個表格中，取了前六個步長的數(shù)值，A欄是掃描時間，B欄是掃描的電壓值。比較后發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)3處的電壓值明顯發(fā)生了變化，設(shè)立故障前是29V，而設(shè)立故障后是0V。所以斷定為設(shè)置的故障造成的后果。通過對整個電路進(jìn)行分析，對各個節(jié)點(diǎn)的電壓值進(jìn)行仔細(xì)觀察可以斷定發(fā)生斷路故障的就是節(jié)點(diǎn)3。 [align=center] 圖3正常電路瞬態(tài)分析結(jié)果顯示 圖4故障電路瞬態(tài)分析結(jié)果顯示[/align] [align=center] 圖5正常電路節(jié)點(diǎn)參數(shù)顯示 圖6故障電路節(jié)點(diǎn)參數(shù)顯示[/align] 3.3診斷知識的生成 　　通過設(shè)置電路故障，對所有故障電路進(jìn)行仿真，綜合分析后確定了一個故障節(jié)點(diǎn)。在電控系統(tǒng)電路中，此類故障是最多的，解決了這一個問題基本上就解決了因電路斷路而造成的所有故障。通過以上三個步驟來確定排除電路故障是一個非常有效的診斷方法，它的優(yōu)點(diǎn)在于能將仿真后得到的一些參數(shù)轉(zhuǎn)化到EXCEL表格中進(jìn)行歸納整理，形成知識庫，為以后智能診斷系統(tǒng)的建立奠定一個很好的基礎(chǔ)。 3.4 仿真結(jié)果與對應(yīng)的故障現(xiàn)象 　　通過上述故障診斷方法，利用這種方法可以設(shè)置和診斷故障，這里要將電控系統(tǒng)常見的故障進(jìn)行故障設(shè)置和仿真。以故障“發(fā)射臺不上升”不上升為例，對應(yīng)結(jié)果如下： 　　故障現(xiàn)象：發(fā)射臺不上升 　?。?） 設(shè)置故障：電磁閥DF51處的節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)為斷路。 　?。?） 故障仿真：與電磁閥相連的發(fā)光管沒有亮。 　　（3） 瞬態(tài)分析：掃描波形顯示這一路的節(jié)點(diǎn)處電壓為零。 　　（4） 結(jié)論：這一路發(fā)生了斷路故障，將所有節(jié)點(diǎn)的瞬態(tài)分析結(jié)果導(dǎo)入電子表格中進(jìn)行保存。 4 結(jié)論 　　本文所要解決的問題是，通過對某型導(dǎo)彈發(fā)射車電氣系統(tǒng)電路的仿真，獲取智能診斷知識，研究機(jī)電設(shè)備智能診斷系統(tǒng)的故障知識的獲取。結(jié)合發(fā)射車電控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題，進(jìn)行了故障的設(shè)置和仿真，獲取了關(guān)于電控系統(tǒng)的故障診斷知識，為以后智能診斷系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)。 　　該研究如果用機(jī)電液一體化軟件進(jìn)行協(xié)同仿真就可以更好的模擬發(fā)射車的電子系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，可以獲得到更系統(tǒng)和完備的數(shù)據(jù)，而在本設(shè)計中只進(jìn)行了電氣電路的嘗試。 參考文獻(xiàn) 　　1. 廉師友.人工智能技術(shù)導(dǎo)論[M].西安電子科技大學(xué)出版社.2000 　　2. 張萍，王桂增 .動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷方法[M]. 2000 　　3. 毛哲，張雙德.電路計算機(jī)設(shè)計仿真與測試[M].華中科技大學(xué)出版社.2003 　　4. 鄭步生. Multisim2001電路設(shè)計及仿真入門與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社.2002