关键词：电路仿真 知识获取 专家系统
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
目前故障智能诊断专家系统都面临着故障知识和诊断维修知识贫乏的问题，以至于很多开发出来的智能诊断系统大都处于理论探索或原型设计阶段，实用价值不高，如何获得有效和足够的知识，成了制约智能诊断系统实际工程运用能力的一个瓶颈[1]。
智能诊断专家系统是以知识库为核心而建立起来的，对电路进行仿真则是建立系统和完备的知识库最为有效可行的办法。本文拟以电路仿真方式建立某装备电气系统动态运行模型，利用软件强大的分析功能对电路进行直流、瞬态等分析，包括一些元器件的电压.电流值和测试点的设置，获得电路在正常情况和故障状态下的仿真参数，将所得到的参数导入数据库，以便于系统进行调用和检索，通过合理的算法和知识表示形式，最终确定故障节点[2] [3]。
1 仿真平台
Multisim2001软件是迄今为止使用最方便、最直观的电路仿真软件,增加了大量的VHDL元件模型,可以仿真更复杂的数字元件,在保留了EWB形象直观等优点的基础上,增强了软件的仿真测试和分析功能,扩充了元件库中的元件的数目,特别是增加了大量与实际元件对应的元件模型,使得仿真设计的结果更精确、更可靠、更具有实用性。
故障诊断专家系统知识库的主要依靠Multisim2001提供的多种输入输出接口来建立，Multisim2001可输入由Spice等其他电路仿真软件所创建的Spice网表并自动形成相应的电路原理图,可以把Multisim2001环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的PCB软件进行印刷电路板设计,也可以将仿真结果输送到MathCAD和Excel等应用程序中[4]。
2 电控系统电路的制作
某导弹发射装置电控系统中的电路分为配电电路和起竖电路两大部分，整个电路图是由各个单元电路组成。图1所示为配电电路中的甲板室加温器的电路原理图。
起竖电路是用来控制发射装置上的支柱、夹钳、限动器、千斤顶、回转机的电动机构以及发射台、起竖臂的液压系统电磁阀门、电磁离合器等按设定程序工作。包括以下程序：
1. 起竖电路供电程序;
2. 往发射车上装载导弹的程序;
3.准备发射导弹的程序;
4.导弹未发射转为行军状态程序。
在整个电路中，电机的动作主要靠继电器的触点来控制，而继电器的通电又是由一些微动开关来控制。所以在电路中定义了许多手动控制的开关，将按照各个程序依次动作来对以上的四个程序进行仿真。图2是起竖电路的一部分。
图1配电电路部分电路原理图
图2起竖电路部分电路原理图
3 故障仿真与诊断知识的生成
发射装置电控系统的故障在战场上主要依靠更换元器件来修理，所以在电路中找出损坏的元器件就是维修的关键所在，如果仅仅凭借修理者自身的经验很难快速的找出故障源。在智能诊断系统中，通过电路的仿真在电路里设置一些故障，通过分析就可以快速查找故障。下面以起竖电路为例进行故障诊断：
3.1故障设置
夹钳打不开是一种常见的故障现象，这里我们假定电机是好的，在电路中是发生了断路的故障。在起竖电路中，设电机7M1前的节点为3号节点，将其状态设为断开。其它元件都为正常，分别设S1 S2 S4 S5 S6前的节点为1 2 4 5 6号节点。
3.2故障寻找
（1）故障仿真 ：按下仿真开关，电路开始仿真。在本电路中为了更直观的看到故障所在，在每个直流电机的电路里串入一个发光二极管。仿真结束后观察结果，发现电机的发光管没有亮。
（2）现象对比：在正常的电路里，每个电机所在的线路都并在电源的正负母线之间，可以通过仿真比对每个电机的发光管的亮与否，确定电机是否正常工作。
（3）确定故障：在确定故障的过程中，我们采用瞬态分析法。首先对正常电路进行瞬态分析，通过分析得到了所有节点的电压值，图3是通过瞬态分析的正常电路的结果显示，通过观察3号节点的电压值为29V。将这些参数导入EXCEL表格中，以具体的数字表现出来，图5即是节点参数的数字表现。然后对故障电路进行瞬态分析，同样可以得到所有的电压值，图4所反映的就是故障电路的瞬态分析结果，通过观察可知3号节点的电压值为0V。图6就是节点参数的数字表示。在这两个表格中，取了前六个步长的数值，A栏是扫描时间，B栏是扫描的电压值。比较后发现节点3处的电压值明显发生了变化，设立故障前是29V，而设立故障后是0V。所以断定为设置的故障造成的后果。通过对整个电路进行分析，对各个节点的电压值进行仔细观察可以断定发生断路故障的就是节点3。
图3正常电路瞬态分析结果显示
图4故障电路瞬态分析结果显示
图5正常电路节点参数显示
图6故障电路节点参数显示
3.3诊断知识的生成
通过设置电路故障，对所有故障电路进行仿真，综合分析后确定了一个故障节点。在电控系统电路中，此类故障是最多的，解决了这一个问题基本上就解决了因电路断路而造成的所有故障。通过以上三个步骤来确定排除电路故障是一个非常有效的诊断方法，它的优点在于能将仿真后得到的一些参数转化到EXCEL表格中进行归纳整理，形成知识库，为以后智能诊断系统的建立奠定一个很好的基础。
3.4 仿真结果与对应的故障现象
通过上述故障诊断方法，利用这种方法可以设置和诊断故障，这里要将电控系统常见的故障进行故障设置和仿真。以故障“发射台不上升”不上升为例，对应结果如下：
故障现象：发射台不上升
（1） 设置故障：电磁阀DF51处的节点参数设为断路。
（2） 故障仿真：与电磁阀相连的发光管没有亮。
（3） 瞬态分析：扫描波形显示这一路的节点处电压为零。
（4） 结论：这一路发生了断路故障，将所有节点的瞬态分析结果导入电子表格中进行保存。
4 结论
本文所要解决的问题是，通过对某型导弹发射车电气系统电路的仿真，获取智能诊断知识，研究机电设备智能诊断系统的故障知识的获取。结合发射车电控系统经常出现的一些问题，进行了故障的设置和仿真，获取了关于电控系统的故障诊断知识，为以后智能诊断系统的建立奠定了基础。
该研究如果用机电液一体化软件进行协同仿真就可以更好的模拟发射车的电子系统，机械系统，液压系统，可以获得到更系统和完备的数据，而在本设计中只进行了电气电路的尝试。
参考文献
1. 廉师友.人工智能技术导论[M].西安电子科技大学出版社.2000
2. 张萍，王桂增 .动态系统的故障诊断方法[M]. 2000
3. 毛哲，张双德.电路计算机设计仿真与测试[M].华中科技大学出版社.2003
4. 郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].电子工业出版社.2002
