智能诊断测试（通用8篇）
智能诊断测试 篇1
0 引言
20世纪60年代以来, 国内外学者已对模拟电路故障诊断提出了传统故障诊断方法和现代故障诊断方法两大类诊断办法。传统电路故障诊断通常利用电路原理分析及相应物理量的计算, 通过电路对正弦信号、阶跃信号、方波信号等典型信号的暂态响应或稳态响应的情况分析诊断可能存在的故障, 传统模拟电路故障诊断方法主要有:故障字典法, 元件参数辨识法, 故障验证法等;现代模拟电路故障诊断方法主要是模式识别法, 不需要对电路原理进行分析, 采用的技术包括神经网络故障诊断法、专家系统故障诊断法、模糊故障诊断法、小波变换故障诊断法等。
随着人工智能技术的不断发展与深入, 神经网络、专家系统、小波分析、模糊理论、遗传算法及信息融合技术等逐渐被应用于模拟电路故障诊断中, 本文介绍利用小波分析、信息融合、数据挖掘和神经网络等技术组成的人工智能诊断系统在模拟电路板故障检测领域的应用方法及其在实际电路板上测试本方法的初步结果。
1 总体设计
图1是集成了小波分析、信息融合、数据挖掘与神经网络进行故障诊断的人工智能诊断系统的总体框架图。
在进行故障诊断之前, 首先需要学习、构造诊断知识集。通过对电路板注入故障, 采集各节点故障数据, 利用小波分析及数据层信息融合对故障数据进行预处理, 提取隐含的故障信息。为提高诊断成功率, 需对故障模式进行特征层信息融合, 经小波分析提取故障特征数据, 故障特征数据作为故障模式识别的输入数据分别应用数据挖掘、神经网络进行故障诊断学习。训练完成后, 系统即生成故障诊断知识集, 建立了从数据故障模式到诊断结果的映射关系。训练成功后, 人工智能故障诊断系统便能够进行同类电路板的故障诊断, 只需将节点数据采集后, 输入故障诊断系统, 系统就能根据知识集给出相应的诊断结果。
2 详细设计与实施方案
2.1 基于小波分析的故障模式提取技术
在电路板测试中, 大量的中间点信息中仅有其中一部分非常有助于故障判断、定位, 称之为故障敏感信号。这些敏感信号是进行故障诊断的关键, 任何诊断技术和方法都离不开这些敏感信号的分析与组合。因此, 对敏感信号的测量、选择、组合、提取就成为利用人工智能技术进行诊断的首要问题。
作为一种时频域分析方法, 小波分析在时频域具有良好的局部化性质并具有多分辨分析的特性, 非常适合非平稳信号的奇异性分析, 如利用连续小波变换可以检测信号的奇异性, 区分信号突变和噪声;利用离散小波变换可以检测随机信号频率结构的突变。
小波包可以表示为:
undefined. (1)
undefined. (2)
式中, p是尺度因子, l是位移因子, W0 (x) =ϕ (x) , W1 (x) =φ (x) , ϕ (x) 是尺度函数, φ (x) 是母波函数, hk和gk是共扼镜象滤波器, 且
undefined
由于小波包函数具有正交性, 因此, 对函数f (t) ∈L2 (R) 在Wn上的投影可以写成 (f (x) , Wn (2px-k) ) .
设undefined, 则:
undefined. (4)
其中undefined, 当只用W0和W1时, 即undefined
此时便构成标准小波分解, 只对低频信号进行分解, 而小波包则对信号的高频部分进行了分解, 而且, 在分解过程中遵循能量守恒原理。选取小波包分解后的低频系数作为特征值 (赋予较大的权值) , 高频系数也作为特征值, 但是其权值较小。高频系数也包含了一定的信息量, 也应保留作为特征值。
然后对电路输出故障信号采样序列进行N层正交小波分解, 得到第1～N层的高频小波分解系数序列及第N层的低频分解系数序列 (CN, DN, DN-1, …, D1) , CN为第N层低频系数, Di为第 (i=1, 2, …, N) 层高频系数序列。
求各小波分解系数序列能量, 设EDi为第i层高频小波分解系数序列Di的能量, 则有
EDi=Dundefined·Di. (5)
式中, (CN, DN, DN-1, …, D1) 为CN的转置向量。
把求得的各系数序列的能量组合为特征向量, 则:
F= (ECN, EDN, EDN-1, …, ED1) . (6)
为了更好的在神经网络和数据挖掘中应用, 必须对特征值进行归一化处理, 使不同故障的特征值区别拉大, 从而提高诊断正确率。选用每一列的最大值和最小值赋予1和0, 将其它值分段线性归一化到0-1之间, 保存最大值和最小值以及分段的数据, 用于诊断数据的归一化。
本文的应用要点是利用小波技术进行采样数据预处理, 即分析采样数据, 剔除噪声, 提取能量等隐含的故障特征。
2.2 基于BP神经网络的故障诊断技术
电路故障诊断即是故障模式识别问题, 根据采集的数据判断电路状态属于何种故障状态。人工神经网络是模拟生物神经系统, 通过大量简单的非线性神经元互联构成信号处理系统。其中反向传播BP (Back Propagation) 网络是一种多层前馈型神经网络, 有较强的模式识别能力, 并具有自学习、并行处理、分布式存储以及联想记忆的优点, 很适合用于解决分类问题, 而且它结构简单, 工作状态稳定, 更易于硬件实现, 所以本系统采用BP神经网络作为实现电路故障诊断方案之一。
采用的技术方案如下:对采样数据提取故障特征后, 在诊断规则学习阶段, 主要通过BP网络进行学习, 生成故障诊断规则即故障诊断知识集。在故障判定阶段, 如果出现与故障诊断知识集中相匹配的故障, 则即可直接定位故障;如果出现故障诊断知识集中无法匹配的新故障, 则通过聚类分析等无导师学习技术学习新的故障特征, 并将其加入故障模式库, 从而自主学习未知故障的诊断。
2.3 基于数据挖掘的故障诊断技术
支持向量机是在统计学理论的基础上发展起来的一种新的数据挖掘方法, 在解决小样本, 非线性和高维模式识别问题中表现出许多特有的优势, 有望帮助解决神经网络结构选择问题、局部极小点问题等许多原来难以解决的问题。
支持向量机将实际问题通过非线性变换转换到高维的特征空间, 在高维空间中构造线性决策函数来实现原空间中的非线性决策函数, 巧妙地解决了维数问题, 并保证了有较好的推广能力, 而且算法复杂度与样本维数无关。
2.4 信息融合技术的应用方案
由于使用单种技术进行故障诊断很难处理所有的故障, 同时也难免出现误诊或遗漏。因此在数据层、特征层和决策层三个层次上都需要使用信息融合技术, 以充分发挥小波分析, 神经网络及数据挖掘技术的各自优势, 提高故障诊断能力和故障诊断正确率。
2.5 集成方案
本系统所采用的集成方案如图2所示, 首先进行数据采样, 之后将获得的数据导入系统进行学习与识别。在小波分析前期, 必须对采样数据进行预处理。数据的预处理包括:去除波形中较明显的毛刺, 由于毛刺对特征值的影响很大, 但在实际采样中却不可避免;对直流分量的特殊处理, 对电路中存在的直流信号, 实际采样所得离散数据并不总是相同, 通过读入采样数据判断为直流信号后, 需用信号的平均值来代表该直流信号。小波分析采样数据, 得到特征值, 进行神经网络和数据挖掘的训练过程, 产生训练结果文件用于诊断流程。
本文中应用VC++6.0设计了一个人工智能故障诊断系统, 如图3所示。
3 故障诊断举例
按照上述方法对图4所示与逻辑输出控制电路进行故障测试。在电路板中选择如下24个采样节点:U23.3, U23.2, U23.4, U23.7, U23.6, D6.2, Q3.B, Q3.C, Q3.E, R53.1, D7/D8, U26.3, U26.2, U26.6, D9.2, Q2.B, Q2.C, Q2.E, U24.3, U24.2, U24.6, U25.3, U25.2, U25.6, 对电路的测试使用了北京航天测控公司的HEDS8000系列的电路板测试与诊断系统硬件平台进行数据采样, 存储和导出。
对导出的采样数据进行小波分析提取特征值, 然后分别做神经网络和数据挖掘编码, 进行训练, 生成用于诊断的BP网络文件和model文件。
实验结果表明本系统的诊断正确率在90%左右。影响诊断结果的原因有:不同时间不同温度、湿度条件下, 采样数据有差异;采样过程中, 人为因素的不确定性也可能带来数据的差异;采样频率的设置对同一故障的数据也有影响。
4 结束语
本文研究了数据挖掘、信息融合、小波分析和遗传算法等技术组成的人工智能技术在印刷电路板故障诊断领域的应用方式和验证方法, 提出了上述技术在板级故障诊断的集成方案, 实现了一种诊断效率较高的人工智能诊断电路板系统。
参考文献
[1]张淑清, 王力, 李昕.小波分析在故障监测及诊断中的应用[J].传感技术学报, 2001 (1) :49-53.
[2]芦湘冬, 何怡刚.基于数据挖掘的视频放大电路故障字典建立优化技术[J].电路与系统学报, 2004, 9 (3) :76-79.
[3]宋斌.基于数据挖掘技术的故障测试与诊断方法研究[D].西安电子科技大学硕士学位论文, 2009.1.
[4]刘美华.基于小波分析和信息融合的模拟电路故障诊断方法[D].湖南师范大学硕士学位论文, 2009.5.
[5]王志鹏.基于信息融合技术的故障诊断方法的研究及应用-暨“汽车变速箱性能检测系统”[D].大连理工大学博士学位论文, 2001.6.
[6]万喜新.基于信息融合技术的模拟电路故障诊断方法研究[D].湖南大学硕士学位论文, 2006.4.
智能诊断测试 篇2
新增功能∶
1. 增加了专业词库管理，目前共有17种分类。
2. 使用快捷键或遇到拼音拼写错误时，是否使用 PC 报警提示选项。
3. 状态条是否渐变选项。
4. 狂拼III 的帮助文件(主要功能已有，还会随着狂拼功能的改变而改变，如果觉得有说得不清楚的地方，请到论坛发表意见或询问)，
5. 加入“汉字重选”功能快捷键，即右“RCtrl”。
6. 候选窗口中同时提供候选字/候选词。
7. 当按 End 键或选择候选句子窗口中的句子后，缓冲行中的句子将被锁定不再改变。
8. 双击候选句子窗口中的句子，句子直接输出到编辑器。
9. 候选句子窗口，提供三个候选句子。
点击阅读更多学院相关文章>>
雷达综合智能测试技术 篇3
雷达测试技术在现代雷达系统中占有重要的地位。 雷达测试分为机内测试与脱机测试。机内测试是利用雷达BIT(built-in-test,机内自检 ) 技术[1],由雷达自身提供BIT信息,主要用于雷达工作时检查、测试和记录雷达系统性能,监视雷达运行时各个阶段的故障状况,以便用户如实掌握雷达系统的工作情况。脱机测试是利用自动测试系统 (ATS,Automatic Test System)对雷达进行测试,并对测试结果进行故障推理[2]。
BIT的测试能力要求BIT设备具有发送激励、响应回收及智能分析能力,这需要为全系统和各个分系统甚至个别部件增加大量软硬件,这意味着系统可靠性的降低,使得系统更加复杂,使用和维护更加困难,并且BIT是建立在BIT设备无故障的前提下实现测试能力的,一旦BIT设备发生故障,将导致虚警、无法检测和诊断。对于BIT无法检测出的故障点必须采用机外ATS测试。ATS具有开放性和扩展性,可以面向更广泛的被测对象,并且通过更换测试接口适配器,一套ATS可以测试多种类型的雷达,对雷达自动测试技术的研究具有较高的经济价值。
随着雷达相关电子技术的发展,新型雷达采用了高集成、高速度、高密度电子设计技术。采用先进的计算机技术、 测试技术与故障诊断技术构建自动测试系统,实现雷达装备测试,维修保障综合化,可有效提高维修保障效率[3,4], 使雷达装备处于良好的战时与备战状态,是保持与迅速恢复战斗力的重要手段。目前这一趋势已成为雷达全寿命周期中不可或缺的重要组成部分。
目前雷达测试的内容和范围具有广泛性。测试可以在元器件/芯片级、电路板级到功能单元、子系统级、系统级等不同级别进行;可以对雷达发射信号参数、雷达接收机性能参数和雷达系统性能等不同方面进行测试;还可以对特殊雷达体制所要求的性能指标,如雷达接收机的灵敏度、角跟踪特性、导弹制导指令通道、接收机多普勒频率覆盖范围以及测量雷达对于高速目标的测量精度等技术参数进行测试。
2自动测试系统的构成与原理
2.1基本构成
自动测试系统主要由机柜、数字示波器、波形发生器、 数字万用表、以及各类专用仪器仪表组成(一般而言这些仪表均可通过“虚拟方式”接入到智能计算机系统中)、 JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)测试模块、数字IO(In-Out,输入输出)模块、程控电源、被测件适配器、计算机和打印机等部分组成。
2.2工作原理
以混合电路组件测试为例,混合电路组件测试台采用无源适配器[5],可有效提高数量和种类较多的各种适配板的可靠性,避免因为适配板的原因造成误判、漏判或错判。 底板融合设计能够测量所有混合电路组件电信号的功能, 包括计算 机、FPGA(Field-Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列)、接口和其它必要的故障判据电路,同时自身具备完善的自检手段,确保自身的稳定性。程序运行时会根据适配板的型号系统自动识别出当前的被测件种类,并运行相应的程序。混合电路组件测试原理框图如图1所示。
3测试系统的关键技术
3.1关键技术
自动测试设备在完成测试的同时要确保被测件技术状态不被更改或做可逆的更改,首要面对的问题为如何解决保持测试时被测件自身软件、固件状态;其次为提供归一化人机界面,即提供给用户的软件应是具有统一风格与独立面向对象,而需避免在一个操作系统中同时运行多个应用软件;同时在项目研制中,如用实际被测件进行故障模拟与维护,可能导致对被测件的损伤,因此依据TPS,开发一套与实际故障一一对应的故障模拟操作系统,以嵌入方式集成在系统软件中[6]。
在自动测试系统工程化过程中,还需要解决虚拟仪器底层驱动开发与GPIB总线接入、基于驱动的数据库管理以及开放式测试台与被测件适配器结构设计等问题。
3.1.1动态可重构数字I/O
传统的测试系统要么依赖外部信号源施加激励,此种方法需依靠仪表产生众多繁杂的输入激励信号,而雷达数字插件内部目前多采用超大规模集成电路,FPGA输入管脚多为双向且信号绝大多数只在印制板内部互联,仪表提供的激励信号一是数量上不能满足需求,另一是复杂度不能满足测试需求。本项目采用的是动态可重构数字IO技术,不更改加载芯片的内容,而在每次测试时调用底层计算机存储器中事先设计好的测试固件软件,一次有效。掉电后再上电,加载芯片会依照原技术状态对FPGA进行加载,可确保被测件固件技术状态一致有效性。其原理如图2所示。
3.1.2基于XML中间件边界扫描
软件的设计流程为:将SCANWORKS测试产生的XML (Extensible Markup Language,可扩展标记语言)文件进行解析,智能分析冗余错误信息后,显示精简的XML文件解析结果。根据解析结果,自动判断故障器件的出错方位, 并实现故障器件位置在硬件电路板图的匹配,直观的为测试人员显示故障器件的位置。通过对冗余出错信息的智能判断,故障器件的进一步拾取,得到故障原因、故障器件信息与故障器件位置的交互显示,辅助测试人员从包含大量冗余测试结果的信息中,快速得到故障器件位置与故障原因,以进行快速维修。边界扫描报表解析结构图如图3所示。
3.1.3开放式适配器结构
在雷达系统电子设备中,使用了大量的插件,不同类型、不同功能或不同批次的雷达产品使用的插件,其连接器型号、结构形式与主要功能并不相同。
结构需要解决的技术问题是提供一种用于电子设备插件故障检测的多功能测试台,使其能够满足不同类型、不同功能的插件的故障检测。
所有的适配器与测试模块均设计成盒式插件形式,并设计有辅助进行快速拔插的结构形式,能够方便快捷的进行更换。通过使用对应的适配器和测试模块,即可在同一测试平台上完成不同类型、不同功能的插件的性能指标测试与故障隔离测试。
4结束语
随着雷达装备现代化的发展 ,装备的可靠性、可维修性已成为战斗力的重要组成部分,它与作战性能居于同等重要的地位,并对装备的作战能力、生存力、部署机动性、 维修人力和使用保障费用等产生重要的影响。综合智能测试技术能够提高故障诊断精确性、显著地缩短诊断时间、 降低维修保障成本,从而提高装备的完好率,对雷达装备提高使用效率起到非常重要的作用。
摘要：雷达测试技术在现代雷达系统中占有重要的地位,能够提高装备故障诊断精确性、缩短诊断时间、降低维修保障成本,从而提高装备的完好率,对雷达装备提高使用效率起到非常重要的作用。文中分别对机内测试和脱机测试作了阐述,并对自动测试系统的架构和工作原理进行了分析。
多元智能游戏化测试系统 篇4
素质教育的开展, 学生如何在学习过程中彰显他们的个性, 教师如何在教学过程中挖掘学生的全部潜能, 从而使学生得到全面的发展, 这始终是教育界备受关注的热点问题。随着信息时代的到来, 知识经济的发展, 培养学生的多元智能和创新能力, 越来越受到教育领域和社会的广泛关注。传统的智力测验早在19世纪末20世纪初就已诞生, 国外对青少年多元测试的研究也比较成熟, 然而, 由于受到文化、环境等因素的影响, 我们不能照搬国外的理论。因此, 我们面对的问题是如何制作一个用于中国青少年多元智能测试的系统, 以更加客观地判断他们的多元智能。
一、智力与多元智能理论
(一) 关于智力的讨论
长期以来, 心理学家和教育学家就什么是智力、智力的构成、智力的发展等问题一直持有不同的看法。在20世纪的头几十年, 就有斯皮尔曼的智力二因素论, 卡特尔的定型和不定性智力说, 瑟斯曼的群因素说, 吉尔福特的智力结构说, 皮亚杰的认知发展理论等。这些理论受传统的理论影响较大。传统的理论认为智力是以语言和数理逻辑能力为核心, 以整合方式存在的一种能力。然而, 到了80年代, 这些智力理论遭到不少心理学家的批评。这些心理学家认为, 人具有多种智力, 并不仅仅表现在语言和数理逻辑方面。在挑战传统智力理论方面影响最大的是加德纳的多元智能理论。加德纳将智力定义[1]为:“智力是在特定文化背景或社会中解决问题或制作产品的非常重要的能力。”这一定义包含三方面的含义[1]:第一, 智力离不开实际生活情景。离开了实际的生活环境, 智力是毫无意义的。第二, 智力应能解决实际问题。智力是通过解决实际问题来体现的, 并不是虚无飘渺的东西。第三, 智力与创新分不开。对所在文化提供重要的创造与创新是智力的最高境界。
(二) 多元智能理论简介
加德纳在他所著的《智力的结构》 (1983) 一书中提出, 每一个人至少有七项智能[2], 即语言智能, 数理逻辑智能, 空间智能, 人际交往智能, 身体运动智能, 音乐智能, 自我认识智能。分别介绍如下:
1. 语言智能 (Linguistic intelligence)
语言智能是指有效地运用口头语言或及文字表达自己的思想并理解他人, 灵活掌握语音、语义、语法, 具备用言语思维、用言语表达和欣赏语言深层内涵的能力结合在一起并运用自如的能力。政治活动家、主持人、律师、演说家、编辑、作家、记者、新闻播音员等都显示出高度的语言智能。
2. 数理逻辑智能 (Logical-Mathematical intelligence)
数理逻辑智能是指有效地计算、测量、推理、归纳、分类, 并进行复杂数学运算的能力。这项智能包括对逻辑的方式和关系, 陈述和主张, 功能及其他相关的抽象概念的敏感性。科学家、会计师、统计学家、工程师、电脑软体研发人员等都显示很高的数理逻辑能力。
3. 空间智能 (Spatial intelligence)
空间智能是指准确感知视觉空间及周周一切事物, 并且能把所感觉到的形象以图画的形式表现出来的能力。这项智能包括对色彩、线条、形状、形式、空间关系很敏感。如室内设计师、建筑师、摄影师、画家、飞行员等的表现能力。空间智能使人能够知觉到外在和内在的图像, 能够重现、转变或修饰心理图形, 不但能够使自己在空间自由驰骋, 能有效地调整物体的空间位置, 还能创造或解释图形信息。
4. 人际交往智能 (Interpersonal intelligence)
人际交往智能是指能很好地理解别人和与人交往的能力。这项智能善于察觉他人的情绪、情感, 体会他人的感觉感受, 辨别不同人际关系的暗示以及对这些暗示做出适当反应的能力。政治家、外交家、领导者、心理咨询师、公关人员、推销员等都是很好的例证。
5. 身体运动智能 (Bodily-Kinesthetic intelligence)
身体运动智能是指善于运用整个身体来表达思想和情感、灵巧地运用双手制作或操作物体的能力。这项智能包括特殊的身体技巧, 如平衡、协调、敏捷、力量、弹性和速度以及由触觉所引起的能力。运动员、演员、舞蹈家、外科医生、宝石匠、机械师等都是身体运动智能很好的例证。
6. 音乐智能 (Musical intelligence)
音乐智能是指人能够敏锐地感知音调、旋律、节奏、音色等能力。这项智能对节奏、音调、旋律或音色的敏感性强, 与生俱来就拥有音乐的天赋, 具有较高的表演、创作及思考音乐的能力。歌唱家、作曲家、指挥家、音乐评论家、调琴师等就表现出了很好的音乐智能。
7. 自我认识智能 (Intrapersonal intelligence)
自我认识智能是指自我认识和善于自知之明并据此做出适当行为的能力。这项智能能够认识自己的长处和短处, 意识到自己的内在爱好、情绪、意向、脾气和自尊, 喜欢独立思考的能力。哲学家、政治家、思想家、心理学家等等是这一智能的典型例证。
需要指出的是, 1998年加德纳在七项智能的基础上提出了第八项智能, 即自然观察智能 (Naturalist intelligence) 。自然观察智能是指善于观察自然界中的各种事物, 对物体进行辩论和分类的能力。这项智能有着强烈的好奇心和求知欲, 有着敏锐的观察能力, 能了解各种事物的细微差别学有专长的自然观察者有天文学家、生物学家、地质学家、考古学家、环境设计师等。
二、多元智能测试现状
当今中国的学校教育一直深受传统智力测验的影响, 使得学校教育中出现了一元化教育, 即学生要尽可能地学习相同的课程, 衡量学生学习好坏的最佳手段是频繁的考试。因此, 在学校里最受到重视的学科无疑是语言、数学或逻辑推理等学科。美国哈佛大学心理学家霍华德·加德纳指出, 人的才能是多元的, 除了语言和逻辑数理智能外, 还有视觉空间智能、音乐节奏智能、身体运动智能、人际交往智能、内省智能、自然观察智能。教育的起点不在于学生原先有多么聪明, 而在于怎样使学生变得聪明, 在哪些方面变得聪明。多元智能为学校教育提供了一种新思路, 传统的教育方式值得人们反思。
三、多元智能游戏化测试设计
目前国外对青少年多元智能测试的研究比较成熟, 但由于受到文化、环境等的影响, 我们不可以把他们的理论直接照搬过来。国内现有的对多元智能的测试虽然比较多, 但几乎都是针对学龄前的儿童。国内目前对青少年多元智能测试的缺乏, 会直接给我们青少年的教育带来消极的、负面的效果。所以, 通过编制适合测量在中国这样一个特定背景下的多元智能测试系统, 更加客观准确地判断青少年的多元智能, 以及时地发现青少年多元智能的优势和缺陷, 就成了广大教育工作者一项刻不容缓的责任。介于此, 我们设计了一个用于测试八项智能的游戏化测试系统, 希望给中国青少年带来测试的便利。
(一) 提高青少年多元智能的需要
传统智力测验理论倾向于把人的智力看成是固定不变的, 是由遗传决定的, 在学生的早期生活中是可以加以测量的。因此, 学生的学习大量地表现为以接受和训练为特征的测验本位学习 (Test-based Learning) 。这类学习无法甄别出学生在标准化测验中未显现出来的智力强项。通过多元智能的测试, 我们企图在学生学习的过程中让其明白自己的强弱项, 这样可以使它们能成为教育计划的一部分。通过努力, 以期能改变先前的测试观。突出发展学生优势智能, 弥补智能缺陷, 实施智能的全面发展。
(二) 多元智能的游戏来源
多元智能的文字测试题重点参考美国心理学家坎贝拉对多元智能的实证研究, 八项智能确定约每项12道的测试题。之后我们对12道测试题进行归并与分类, 每项智能确定出3个左右的主题, 从网上搜集或应用flash制作成能用于八项智能测试的游戏或测试题。这些游戏或测试题就是我们多元智能游戏化测试系统的主干。
(三) 多元智能游戏化测试的评价方向
戴维·拉奇尔在他的《多元智能与量规评价》一书中指出:对学生的评价必须致力于三个新方向:
(1) 评价必须发生在情景中, 也就是说, 学生在真实生活情景中面对真实生活挑战 (如图1) ; (2) 评价者和被评价者必须将注意力集中于对被评价概念的深入理解上, 而非被评价者表达所记忆信息的能力上 (如图2) ; (3) 评价者必须基于表现, 以便在学生表现的基础上给予学生反馈和进步的 (如图3、4, 学生填写一个答案, 系统会给出一个反馈, 以便学生进步) 。然而, 事实上, 要在真实的环境中真正做到这几点是相当的困难, 这样既耗费人力, 又耗费时间。因而, 我们考虑到游戏的真实体验性、能力体现性和无限融合性的特点, 用游戏来测验学生多元智能, 这对心理测试中的智能测试来说是一种新的大胆尝试。对于现在比较流行的游戏, 它们可以设计一种适应性、触发性和诱导性的测试氛围, 让学生自然答题, 排出了其他环境、人为因素的干扰, 提高学生的参与投入程度和整体表现。
(四) 多元智能游戏化测试系统的评分方式
我们采用三种评分方式: (1) 计分法, 计分的试题分为有权重 (分为:10分, 5分, 0分) 和没权重 (每题正确答案为10分, 错误答案为0分) 的试题。 (2) 计时法, 计时的试题分为每题计时和整个游戏的计时两种。 (3) 过关法, 过关法是游戏者通过一关才能进入下一关, 反之, 游戏结束。
(五) 多元智能游戏化测试系统的特点和创新之处
1. 多元智能游戏化测试系统的特点
多元智能游戏化测试系统为学生在测试时提供了一个轻松的环境, 使学生在测试时没有压抑的感觉。系统的画面形象生动, 试题别出心裁, 具有较强的吸引力。试题中图片与音乐的结合, 使测试过程不再乏味。
2.多元智能游戏化测试系统的创新之处
首次提出将游戏型测试的概念引入到青少年多元智能的测验中, 构建一种轻松活泼的环境让学生在自然状态下答题。
四、多元智能游戏化测试系统及应用
经过多元智能游戏化测试系统的开发, 我们有了多元智能的测量方式, 测量后我们应该考虑不同学生的优势智能, 帮助他们更好地表现出他们的才能, 让他们的智力得到全面、协调的发展, 并促使他们的学习有效进行。
(一) 多元智能环境的创立
加德纳的多元智能理论认为, 每个个体在某种程度上都拥有至少七种智能, 环境和教育对于能否使这些智力潜能得到挖掘和培育起了重要的作用。这就要求教育者和家长为孩子搭建一个具有丰富情境, 能够开发他们各项智能的平台。如:地理课学习水能、风能时 (如表1所示) [3]的安排课程。
多元智能游戏化测试系统的环境设置, 为多元智能环境的创立提供了一种新思路, 给青少年学生的学习带来了一种新环境。
(二) 学生兴趣确定与才能的培养
通过多元智能的测试, 知道了学生多元智能的优势, 学生兴趣的培养成为潜力开发的关键。学生兴趣确定的方法有: (1) 我们可以创设丰富的教学环境, 通过观察学生对教学环境的反映来确定学生的兴趣。 (2) 通过家访的方式与家长、学生交流确定学生的兴趣。 (3) 通过与其他同学的聊天知道特定学生的兴趣爱好。 (4) 给学生自我选择学习的机会, 确定其兴趣等。了解学生的兴趣之后, 就可以一步步引导他们, 培养他们各自的才能。
(三) 开展综合实践活动带动学生多种智能的发展
加德纳把智能[7]定义为:在实际生活中解决所面临的实际问题的能力、提出并解决新问题的能力、对自己所属文化提供有价值的创造和服务的能力。这种能力实际上是多种智能的组合, 即多元智能的培养需要开展综合实践活动。通过多元智能的游戏化测试后, 依据测试结果, 结合每个学生自身的智能特点, 教育者就可以实施与开展综合实践活动, 以促使学生多种智能的全面、协调发展。
(四) 多元智能课程的开设
人的智力不是与生俱来的, 是不断受到先天和后天影响的, 学校教育不仅是“传道、授业、解惑”, 更重要的是引导学生智力的发展。介于多元智能理论强调人类智力在现实情境中的应用和学生多元智能发展的需要, 在学校教育中, 多元智能课程的开设越来越成为必要。
(五) 合作学习, 培养学生的人际交往智能[5]
人际交往智能和自我认识智能属于“与人交往[2]”的智能, 自我认识智能是发生在自己身上的一种智能, 而人际交往智能是发生在人与人之间的一种智能。相对于我们这样一个交流与沟通十分发达的社会而言, 人际交往智能也显得备受关注。在学校中通过合作学习培养学生的人际交往能力是一种有效的途径。
五、总结
国内目前对青少年多元智能测试的缺乏, 直接给我们青少年的教育带来消极的、负面的效果。所以, 通过编制适合测量在中国这样一个特定背景下的多元智能测试系统, 更加客观准确地判断青少年的多元智能, 以及时地发现青少年多元智能的优势和缺陷, 成为广大教育工作者一项刻不容缓的工作。学生多元智能的培养, 为学生全部智能潜力的挖掘提供了保障。
参考文献
[1]吴志宏, 郅庭瑾等.多元智能:理论、方法与实践[M].上海:上海教育出版社, 2004.
[2][美]Linda Campbell, Bruce Campbell, Dee Dickinson著.多元智能教与学的策略.王成全译[M].北京:中国轻工业出版社.2001.
[3][美]戴维·拉齐尔.智慧的课程——利用多元智能发掘学生的全部潜力[M].北京:教育科学出版社.2003.
[4]吴庆麟主编, 胡谊副主编.教育心理学[M].上海:华东师范大学出版社.2008.
[5]姚翠兰, 王蔚, 高轶俊.新传媒影响下初中生人际交往智能测验.软件导刊教育技术, 2008, (7) .
[6]张玲慧, 王蔚.电子游戏在青少年教育中的应用现状及存在的问题.软件导刊教育技术, 2008, (7) .
[7]樊晓红.对在信息技术环境下开发学生多元智能的思考[J].电化教育研究, 2004, (8) .
智能功率测试仪的设计 篇5
随着集成电路技术的发展,单片机已被广泛应用于工业测控和数字式智能化仪器仪表中。
本系统设计以单片机为核心,采用智能数字化测量方法,实现了对工频交流电压、电流有效值、有功功率、无功功率及功率因数的测量,同时采用并联电容法对感性负载电路的无功功率进行补偿。系统硬件设计由信号采集、数据测量、数据处理和键盘显示4部分电路构成。前向模拟通道主要完成信号的采集,即:工频交流信号分别由电压、电流互感器进行信号采样,然后经精密全波检波器进行信号变换,滤波后得到电压、电流有效值,采用鉴相器及极性判别电路得到相位差。数据测量分别由A/D转换得到电压、电流有效值,由单片机内部定时器测量相位差。测量数据由主控制器单片机进行运算处理后,结果由液晶显示。
2 系统方案设计
本系统设计以单片机AT89C52为核心,系统硬件主要由信号测量电路、主控制器电路和键盘显示电路3部分构成。信号测量分为交流电压、电流有效值测量和相位差测量。测量电压和电流时,采用互感器从被测工频网络采样交流信号,通过信号放大、交直流转换、低通滤波电路后得到直流电压,经A/D转换成数字量送往单片机。测量相位差时,先将电压及电流的正弦信号经电压比较器整形成方波信号,通过相位鉴别电路得到相位差,然后利用单片机内部定时器采用软件测周期法得到相位差的数字量。主控制器以单片机为核心,通过键盘显示电路实现功率参数的测量、计算、键盘控制和液晶显示等功能。系统框图如图1所示。
3 测量原理分析
设一端口N内部不含独立电源,仅含电阻、电感和电容等无源元件,它吸收的瞬时功率p等于电压u和电流I的乘积p=uI。
从上式可以看出,瞬时功率有两个分量:一是恒定分量;二是正弦量,其频率是电压和电流的两倍。瞬时功率还可以改写为:
上式中的第一项始终大于或等于零(φ≤π/2),是瞬时功率中的不可逆部分;第二部分是瞬时功率中的可逆部分,其值正负交替,这说明能量在外施电源与一端口之间来回交换。瞬时功率的实际意义不大,且不便于测量。平均功率又称有功功率,是指瞬时功率在一个周期内的平均值,用大写字母P表示:
有功功率代表一端口实际消耗的功率,它就是式(1)的恒定分量。它不仅与电压和电流的有效值的乘积有关,且与它们之间的相位差有关。式中cosφ称为功率因数,并用λ表示,即有λ=cosφ。在工程中还引用无功功率的概念,其定义为Q=UIsinφ,从式(2)可见,它与瞬时功率的可逆部分有关。
许多电力设备的容量由其额定电流和额定电压的乘积决定,为此引进视在功率的概念,其定义为:S=UI。有功功率、无功功率和视在功率具有功率的量纲,为便于区分,有功功率的单位为W,无功功率的单位为Var,视在功率为V·A。有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间存在下列关系:
4 硬件模块电路特点及实现功能
(1)信号采集模块
信号采集分为电压有效值采集、电流有效值采集和相位差信号采集。电压采集通道由电压互感器、同相比例放大电路、射极跟随器、有源全波整流电路、低通滤波和A/D转换电路构成。相位差测量通道由波形整形电路、相位差鉴别电路和相位极性判别电路构成。以上3个信号采集通道的设计具有一定的扩展性利可升级性。
(2)主控制器模块
如图2所示,主控制器以单片机为核心,外围电路包括上电复位电路、A/D转换电路、键盘输入电路和液晶显示电路。由于系统软件采用C51编程,因此单片机选用AT89C52,其片内含有256字节的用户RAM和8KB的程序存储器,以充分满足软件设计的要求,无需外扩程序存储器。这不但节省了硬件,减小硬件设计难度,而且降低设计成本,提高了系统的稳定性。单片机复位采用按键电平复位电路,增加复位键有利于系统出现故障时重新运行,方便用户使用。A/D转换电路由CD4051和TLC0831构成,通过多路模拟开关CD4051可分时选通两路信号。TLC0831为串行接口模数转换芯片,与单片机连接占用端口少,节省系统端口资源。键盘输入电路采用74LSl65串并转换芯片构成串行输入键盘,通过软件延时去抖动,动态扫描键盘输入。测量结果输出选用OCMJ中文模块液晶显示器,内含GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字和ASCⅡ8*8(半高)及8*16(全高)点阵英文字库,用户输入区位码或ASCⅡ码即可实现文本显示。OCMJ中文模块液晶显示器也可用作一般的点阵图形显示器用。提供有位点阵和字节点阵两种图形显示功能,用户可在指定的位置上以点为单位或以字节为单位进行图形显示,不仅操作简单,而且界面设计友好。
5 系统软件设计
(1)主程序
如图3所示为主程序流程图。
(2)A/D采集程序
如图4所示为A/D采集程序。
(3)相位差测量程序
如图5所示为相位差测量程序。功率参数的计算需要测量出电压和电流正弦信号的相位差,交流电压信号和交流电流信号经过过零检测器整形后得到方波信号,然后将两信号相异或后得到测量信号。测量信号中正脉冲的宽度就是所求的相位差。工频交流电的频率为50 Hz,因此,只要测量出信号的正脉冲周期时间,即可计算出被测网络的相位角和功率因素等参数。然后经极性判别电路由单片机的端口可判断出相位角超前还是滞后。
脉冲宽度测量采用单片机内部两个定时器计时计数法测量。由于单片机工作时钟频率高,内部定时器工作稳定可靠,计数范围大,完全满足设计要求。相位角测量通过外部信号电平控制定时器0和定时器1同时启动计数,分别测量信号脉冲宽度和周期长度,根据定时器计数值计算出相位角。这种测量方法具有精度高、误差小及实时跟踪被测网络频率变化并自动调整参数的优点。
(4)液晶显示程序
该程序使刚REQ及BUSY两条控制线的握手方式对模块进行写操作。
6 结束语
本系统设计具有一定应用价值。它可以实时监控被测网络的功率参数,通过并联电容法,自动补偿被测网络的功率因数,减少了电网的无功功率。通过减少电网的无功输出,从而减小了电流的输出。这不但提高了电源设备的利用率,减少传输线上的损耗,而且节约了能源,提高了经济效益。
参考文献
[1]陈光.现代电子测试技术[M].北京:国防工业出版社,2000.
[2]张迎新.单片微型计算机原理[M].应用及接口技术[M].北京:国防工业出版社,1993.
智能诊断测试 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
2003年1月至2003年12月,笔者所在医院智测门诊筛查了782例0～2岁的婴幼儿,其中男466人(59.6%),女316人(40.4%)。年龄0～12个月596例,13个月至2岁186例。
1.2 方法
采用首都儿科研究所编制的“0～6岁小儿神经心理发育量表”(儿心量表),由经过专业培训的医师,对0～2岁儿童进行智能发育筛查。该测试由大运动、精细动作、适应能力、语言、社交行为五个能区组成,结果用被测试者的发育商(DQ)表示,智能水平分为五个等级,即低智能:≤69以下为低下;中下智能:70～84为偏低;中等智能:85～114为正常;中上智能:115～129为聪明;高智能:130及以上为优秀。
2 结果
2.1 782例0～2岁儿童儿心量表测试结果
高智能10例(1.3%),中上智能19例(2.4%),中等智能687例(87.9%),中下智能51例(6.5%),低智能15例(1.9%)。经统计学处理差异有显著性(P<0.01)。
2.2 儿心量表测试不同结果的原因
15例低智能儿童因高危因素13例(80.7%),不明原因2例(13.3%)。51例中下智能儿童因高危因素33例(64.7%),环境社会因素12例(23.5%),原因不明6例(11.8%)。中上智能及高智能29例,父母大专以上学历的20例(69%),687例中等智能儿童中,父母大专以上学历241例(35.1%)。经统计学处理差异有显著性意义。
2.3 儿心量表测试687例中等智能儿童各能区未通过项目发生情况
未通过项目人数最多的能区是社会行为,其中一项未通过396例(57.3%),两项未通过162例(23.6%);其次是精细动作,一项、两项未通过的例数分别为262例(38.1%)和145例(21.1%)。详见表1。
n(%)
3 讨论
3.1 高危因素是造成智能低下的主要原因
目前,随着医疗技术水平的日益提高,高危新生儿的存活率愈来愈高,脑损伤儿的发生率也逐年升高。从本测试结果可以看出,由高危因素所致的低智能儿童及中下智能儿童的构成比分别是86.7%和64.7%。国内外大量研究表明早期教育可促进智能发育,随着年龄增长其作用更为明显[1]。因此,对具有高危因素的新生儿要早期进行智力筛查,定期随访,发现落后,及时进行早期干预,减少残疾儿的发生,对提高我国人口素质有重要意义。
3.2 DQ值与父母文化程度有关
儿心量表测试中10例高智能儿童及19例中上智能儿童,其父母大专以上学历占69%,而中等智能的儿童其父母大专以上学历占35%。这说明学历高的父母比较重视孩子智能的发展,文化程度高的父母对早期教育、科学育儿知识的理解和实践优于文化程度低者[2]。他们愿为子女的早期教育提供较多的时间和资金,为其早期智力开发创造良好的环境。
3.3 未通过项目与家长教育方式有关
儿心量表测试中687例中等智能儿童中,未通过项目最多的人数是社会行为,其次是精细动作和大运动。在大运动方面未完成的项目大多与季节有关,在秋季出生的婴儿,穿的越来越厚,表现为6个月不会翻身,9个月不会爬行。而婴儿期的爬行活动是大脑积极思维、有意识活动的产物,是婴儿心理认知能力的发展和情感体验的一个飞跃[3]。较多不会爬行的婴儿是家长没有认识到爬行的重要性。精细动作未通过较多的是试把小丸投入小瓶、全掌握笔留笔道等。这与家长过多限制有关。在社会行为方面未完成较高的是不会自喂饼干和脱袜子,这与家长包办太多有关。因此,通过测试,可以让家长了解到孩子的发育特点,告知家长孩子练习的过程其实就是手、眼、脑协调的过程,包办、限制过多就会阻碍孩子智能的发展。
综上所述,测验的51例中下智能及15例低智能儿童其影响因素主要是出生时的高危因素。多数家长不了解高危因素对儿童智能发育的影响,通过健康教育,向家长传播育儿的新理念,促进科学育儿行为的形成。其次是环境社会因素,主要是父母的文化程度和职业等。因此,努力做好孕期保健,提高产科质量,是减少智能发育偏低的重要措施,同时,提高家长的文化素质及增强早教意识对儿童智能发展也是十分重要的。
摘要：目的 分析影响0～2岁儿童智能发育测试结果的相关因素。方法 对来自儿保门诊782例儿童采用0～6岁小儿神经心理发育量表进行智能测试。根据测试结果分析有关影响智能发育的因素。结果 影响儿童早期智能发育的因素有高危因素、社会环境因素。结论 出生时的高危因素及父母的文化程度对儿童智能发育有较大影响。
关键词：儿童,智能发育测试,影响因素
参考文献
[1]早产儿早期干预协作组.早期干预促进早产儿智能发育.中华儿科杂志,1998,36(6):398-400.
[2]江泽菲,郑书元,王汝琪,等.影响婴幼儿智力发育因素的探讨.中国儿童保健杂志,1997,5(4):230-233.
智能变电站继电保护自动测试平台 篇7
根据智能电网建设的整体部署,国家电网公司积极开展智能变电站的研究及试点工程。智能变电站以IEC 61850标准为基础,能够实现变电站内智能设备间信息共享和互操作,自动完成信息采集、测量、控制、保护和检测等基本功能。和传统变电站不同,智能变电站要实现数字化、网络化以及应用大量的智能决策系统,其二次系统不再是仅由模拟量构建的回路;另一方面,随着高速处理器和电子式互感器的推广使用,以及计算机技术、通信技术、量测技术和嵌入式技术的飞速发展,各种新技术在继电保护装置中的应用,大大提升了继电保护装置的性能, 装置也更加智能化,这些对继电保护测试提出更高的要求[1,2,3,4]。
在目前变电站测试领域,继电保护的检测与调试还停留在传统保护测试的模式上,测试人员手动操作数字保护测试仪,手动设置故障参数,监测保护装置的动作情况,验证保护定值及逻辑功能,记录测试结果并进行判断分析。在整个测试过程中,测试人员的个人经验和工作状态对测试结果 有较大影响,且自动化测试程度低,测试周期长。
另一方面,不同厂家的测试设备在控制软件、控制接口等方面差异较大,这对在智能变电站实现信息共享和互操作带来巨大挑战,现有的数字化保护测试软件,不能与保护装置进行通信,实现定值的读取和修改、压板的读取和修改、保护测量值的读取、 保护事件报告的解析、遥控操作等功能。
在智能电子设备(IED)、间隔及变电站等应用层面建立统一的信息模型和信息交换模型,以加强二次设备之间的互操作性,体现在测试领域即搭建智能变电站继电保护自动测试平台。本文提出一种智能变电站数字保护装置的自动测试平台及其构建方法。该平台采用分层结构和模块化的思想,能实现对保护装置的高效率闭环自动测试,采用开放式结构,对不同种类的保护装置,提供二次开发平台以编辑测试方案,测试完成后,能自动形成标准格式的测试报告,能克服保护测试中过分依赖个人能力、测试工作效率低下、测试数据格式不统一的问题。
1自动测试平台总体设计思路
自动化测试必须满足以下基本要求:测试标准化、报告标准化、测试提示信息标准化、测试过程透明化、测试过程的闭环性和良好的扩展性。分别体现为硬件结构设计和软件结构系统设计。硬件结构设计反映了自动测试平台的整体布局,实现测试控制端与电子设备(数字保护测试仪与数字保护装置) 的有效隔离;软件结构系统设计为自动测试平台的核心,采用分层结构与模块化的设计理念,实现自动的闭环测试[5,6,7,8,9,10]。
1.1自动测试平台硬件结构
自动测试平台应能实现最大程度上的信息共享和便捷的数据操作,通过测试终端(测试机/个人电脑(PC))实现信息采集、测量、控制、保护和检测等各种测试命令的各种流程,并在测试终端形成标准化的测试报告,真正实现“一键式”便捷控制,硬件结构如图1所示。测试机或者PC作为自动保护测试平台的控制终端,连接到交换机,数字保护装置测试仪与数字保护装置均接入交换机以形成通信链路, 数字保护测试仪和被测数字保护装置之间通过光纤连接[11]。
1.2自动测试平台软件结构框架
测试终端安装自动测试平台软件,自动测试平台的软件架构采用分层结构和模块化的设计思想, 软件结构框架如图2所示。软件系统在层次上划分为3层,分别为测试仪接口层、自动测试层和测试方案开发层[12]。测试仪接口层即测试仪控制接口,为组件对象模型(COM)接口,提供被测保护装置的全部测试功能服务接口;自动测试层包括测试控制中心模块、制造报文规范(MMS)通信模块;测试方案开发层包括测试方案开发模块和测试子模板库、设备数据模型和测试方案数据接口库。测试方案开发模块为一个二次开发系统,可以针对被测数字保护装置进行二次开发,编辑测试方案和测试子模板。
2自动测试平台层次组成和模块功能
2.1测试仪器接口层
为实现自动测试平台的通用性和智能化,平台本身必须具有良好的可扩展性,必须适应不同类型的被测装置,为解决这一问题,需要开发设计测试仪接口层,本接口为开放COM接口,能供自动测试控制中心调用,实现数字保护装置的各种保护测试功能[13,14];测试仪控制接口使用Windows消息来通知测试控制中心模块测试状态的变化,例如连接测试仪器成功、开始测试、测试完成、测试异常信息等。
在实际应用中,可以根据被测数字保护装置的保护功能原理分析出测试方法。因此,在测试仪控制接口上,设计保护测试功能测试执行对象和保护测试功能执行对象的管理对象。保护测试功能测试执行对象用于实现对测试仪的控制,供自动测试控制中心调用以实现数字保护电气量的测试;保护测试功能执行对象的管理对象用于实现保护测试功能测试执行对象的创建和测试仪控 制接口模块的关 闭[15]。
2.2测试方案开发层
不同的被测装置和测试方法往往意味着不同的测试方案,因此测试方案的独立开发在测试软件架构上尤为重要,因此设计测试方案开发层,实现被测保护装置的测试方案和测试子模板的二次开发,即根据设备数据模型、测试子模板库和测试方案数据接口库生成测试方案[16,17]。
2.2.1设备数据模型设计
设备数据模型为IED能力描述文件(ICD)/变电站配置描述语言(SCL)文件或者通过MMS通信模块从数字保护装置枚举得到的装置各种数据集的详细信息。设备数据模型描述数字保护装置各种数据集的详细信息和特性曲线。具体而言,数据集主要包括测量数据集、遥信数据集、遥控数据集、定值数据集、压板数据集、保护事件数据集、告警数据集、 装置参数数据集等;特性曲线,描述保护元件的动作边界定义以及相关保护测试功能的图形绘制定义。
2.2.2测试子模板库设计
从测试原理出发,采用抽象化的方法,将测试方法相同的基础测试功能抽象为测试子模板。测试子模板描述数字保护装置的基础测试项目集合和对应的报告格式。子模板开放数据接口,数据接口描述子模板功能模块的必须参数数据(装置参数、定值、 压板、控制字等)。子模板通过实例化(与具体数字保护实际的装置参数数据集、定值数据集、压板数据集等进行关联)动态生成具体的测试项目集合,从而生成数字保护装置的测试方案,大大提高数字保护装置测试方案的开发效率。
测试子模板库,用来记录和保存数字保护装置的各功能测试的子模板,包括:线性度测试、保护功能测试(定值校验、动作值搜索、边界搜索等)、遥信测试、遥控测试、报文异常测试等。
2.2.3测试方案数据接口库设计
测试方案数 据接口库 为可扩展 标记语言 (XML)文件,基于万维网联盟(W3C)的XML1.0语法标准,文件保存数字保护装置的保护测试功能的信息,主要包括保护测试功能的属性数据、故障参数数据和结果参数数据,详细设计如下。
1)保护测试功能属性数据。保护测试功能名称name、保护测试功能ID。
2)故障参数数据。定义保护测试功能的故障参数,描述执行此保护测试功能需要设置的参数;参数需要定义的属性包括:数据名称name、数据ID、数据类型datatype、单位unit、缺省值def-value、数据值value;故障参数数据的 数据类型,例如:浮点数float、整数int、字符串string、零序故障 (值域为: AN,BN,CN)、变压器绕组数(值域为:双绕组、三绕组)等。
3)结果参数数据。为保护测试功能测试完成时形成的结果数据。
2.2.4测试方案设计
一个装置测试方案包括两个文件:测试模板文件和报告模板文件,测试模板文件基于XML语言, 用来记录被测数字保护装置的设备数据模型、测试流程、测试项目定义;报告模板文件为Word文档, 用来描述标准报告格式并将测试模板中参数数据、 结果数据自动写入Word文档中的位置。
测试方案开发包括测试模板编辑和报告模板编辑两个部分。测试模板编辑实现对被测装置的标准测试流程以及各测试项目的测试方法、测试结果判断方法编辑;报告模板编辑实现将测试模板中的数据(参数数据、结果数据等)与报告文档位置进行关联绑定,报告模板编辑程序设计为直接打开Word程序,在Word程序中执行相关的操作。
具体在实际应用中,测试方案开发模块首先从被测数字保护装置获得设备数据模型,分析设备数据模型的数据;然后从测试子模板库中获得与数据集数据相匹配的子模板,将数据集数据传递给子模板进行实例化,生成测试模板文件和报告模板文件, 即完成测试方案的自动生成。也可以根据用户的需要手工编辑装置测试方案,即针对具体的数字保护装置型号,依据检验规程/标准定制被测装置的测试方案。
2.3自动测试层
自动测试层实现自动测试,包括自动测试控制中心模块和MMS通信模块。
2.3.1自动测试控制中心设计思路
自动测试控制中心提供一个测试试验过程中人机对话的环境,自动测试控制中心打开测试方案,自动执行测试方案中测试项目,自动判断测试结果是否合格,并将测试结果保存至标准的报告模块中。
自动测试输 出标准报 告、系统测试 记录库、 XML标准报告。
标准报告包括Word,WPS,Excel,XML格式的文档报告。
系统测试记录库记录测试过程中的全部测试信息,包括测试项目的测试次数,每次测试的测试时 间、测试时的故障参数数据、测试仪返回的测试结果数据、从数字保护装置读取的数据、修改保护装置的数据。从保护装置读取的数据包括定值、压板、测量值、装置参数、装置动作信息、告警信息等。修改保护装置的数据包括保护 装置的装置参 数、定值、压板。
XML标准报告为XML格式,用于外部系统访问。
2.3.2MMS通信模块设计思路
MMS通信模块通过MMS与数字保护装置通信。MMS通信程序设计和开放标准COM接口,供自动测试程序调用。开放的接口包括命 令控制接口、数据访问接口。命令控制接口包括定值的读取和修改、压板的投退操作、控制字的读取和修改、保护测量值的读取、装置参数的读取和修改;数据访问接口实现读取被测数字保护装置的各种数据集数据和保护动作报告数据、告警报告数据等。
2.3.3测试流程设计思路
测试控制中心打开测试方案,执行测试方案中测试项目的测试,不同测试项目的测试流程不同,详细设计如下。
1)保护功能测试项目测试流程设计
测试控制中心模块根据保护测试功能各故障参数计算公式,计算保护测试功能的参数值,执行故障参数计算脚本,实现特殊计算功能;调用测试仪控制接口模块,向测试仪控制接口模块传入保护测试功能的标示和保护测试功能参数数据,开始测试;等待测试仪控制接口模块返回测试结束消息;收到测试结束消息后,从测试仪控制接口模块读取结果数据, 执行测试结果判断脚本,判断测试结果是否合格;将测试结果数据填写到报告模板中。
测试过程中出现异常,测试控制中心模块根据异常的严重程度进行测试流程的调整,比如停止测试并播放告警音乐、暂停一段时间后继续测试等。
2)通信命令项目测试流程设计
测试控制中心模块发送通信命令和通信数据给MMS通信模块;MMS通信模块收到通信命令和通信数据后,与数字保护装置进行通信,执行通信命 令;通信命令执行完毕,发送执行结果给测试控制中心模块;测试控制中心模块从MMS通信模块读取结果数据,根据结果数据进行结果判断,填写结果数据到报告模板中。
测试过程中出现异常,测试控制中心模块根据异常的严重程度进行测试流程的调整,比如将通信命令重复执行多次、停止测试并播放告警音乐。
3)硬件检测项目执行流程设计
测试控制中心模块根据硬件检测项目,弹出提示界面,提示用户进行相应的操作;如果有数据需要录入,等待用户录入数据;用户确认完成操作后,执行测试结果判断脚本,判断测试结果是否合格;将测试结果数据填写到报告模板中。
4)系统参数录入项目执行流程设计
测试控制中心模块根据被测数字保护装置的试验相关参数录入项目的类型,弹出参数录入界面,显示需要录入的装置数据集数据;等待用户录入参数数据;用户确认操作后,执行结果判断脚本,判断结果是否合格;将需要填入报告的参数数据填入到报告模板中。
3自动测试平台的整体测试流程设计
自动测试平台的测试流程主要包括3个步骤: 子模板的编辑、测试方案编辑和自动测试。子模板的编辑是丰富子模板库的过程,具体测试中测试方案开发模块可以从子模板库中加载子模板,不需要每次都进行子模板的编辑;测试方案编辑模块要根据设备数据模型和子模板库确定详细的测试方案; 测试控制中心模块加载测试方案进行自动测试,最后形成标准格式的测试报告保存并输出,详细如下。
1)测试方案开发模块编辑子模板,建立子模板库。具体包括:使用测试方案开发模块,新建测试子模板,为子模板建立数据接口定义;根据数字保护装置的功能测试要求,编辑测试子模板的测试项目;保存测试子模板,形成涵盖数字保护装置各种测试功能的测试子模板库。
2)测试方案开发模块编辑装置测试方案。具体包括:通过MMS通信模块与数字保护装置通信,枚举装置的设备数据模型,保存为设备数据模型文件; 使用测试方案开发模块,建立测试方案,导入设备数据模型文件;智能分析设备数据模型,根据分析结果和功能测试要求自动或手动选择测试子模板;根据数字保护装置的设备数据模型,实例化测试子模板, 自动生成被测数字保护装置的装置测试方案;测试子模板实例化的同时,拼接各实例化子模板的报告模板,形成数字保护装置的测试报告模板;各测试子模板实例化完成,保存数字保护装置的测试方案。
3)测试控制中心模块根据测试方案进行测试。 具体包括:测试控制中心模块打开装置测试方案;开始测试,测试控制中心模块根据装置测试方案(主要包括电气量项目测试、通信命令项目测试、人工检验项目测试、系统参数录入项目测试和项目分类目录测试)的测试流程,依次完成各测试项目的测试,自动记录测试结果、自动进行结果判断、自动填写报告;测试完成,形成标准格式的测试报告。
4平台研发的难点分析
4.1系统的可扩展性
平台的架构要考虑能够支持各种数字保护装置的测试,能够支持接入各厂家测试仪。
本平台在设计上体现了分层架构的多模块结构思想,各模块之间进行数据交互以实现统一的综合控制。建立了基于XML标准装置测试方案规范, 充分考虑了各种数字保护装置的测试特点,能够描述各种数字保护装置的测试。建立了测试仪控制接口模块规范、测试功能标准数据接口规范,测试控制中心模块根据上述两个规范来控制测试仪实现数字保护的功能测试,测试仪控制软件实现上述两个规范就能够接入测试控制中心模块,实现自动测试。
4.2高效率的装置测试方案开发
继电保护装置型号繁多,测试方法也不同,如何快速、高效率地开发装置测试方案,是自动测试应用过程中最大的难题。
本平台具有装置测试方案二次开发系统,二次开发系统采用了子模板技术,从测试原理出发,采用抽象化的方法,将测试方法相同的基础测试功能抽象为子模板,测试子模板描述数字保护装置的基础测试项目集合和对应的报告格式;二次开发系统针对测试方案的开发设计专门模块,能够实现测试方案的自动生成,大大提高数字保护装置测试方案的开发效率。
4.3闭环自动测试
自动测试,需要与被测保护装置通信,实现读取被测装置的数据、修改被测装置的数据、向被测装置发控制命令等。因此,装置测试方案二次开发系统要能够编辑这些通信命令,测试过程中要能够实现通信命令的执行。
本平台的装置测试方案二次开发系统,抽象数字保护装置的各种通信命令,能够编辑、设置各种通信命令项目;本平台的MMS通信模块,能够根据装置测试方案的通信命令项目,执行通信命令,返回通信命令结果给自动测试控制中心,从而实现闭环自动测试。
4.4测试的标准化和高效率化
现场测试过程中,如何保证测试严格按照检验规程执行,如何让现场测试人员从繁琐的报告数据记录、报告填写和整理、频繁操作测试界面和保护操作面板等繁琐的工作中解脱出来,更多地关注测试本身,也是测试平台需要解决和考虑的问题。
本平台测试方案严格根据数字保护检验规程编写,测试控制中心模块严格按照装置测试方案来进行自动测试,自动控制测试仪输出故障;自动与被测装置通信,实现读取定值、修改定值、投退压板、读取保护动作信息和采样值等;自动记录测试过程和测试结果、自动判断测试结果是否合格;自动填写标准格式的测试报告。因此,大大提高测试效率,减轻测试人员的劳动强度,同时杜绝由于人为因素带来的缺项、漏项情况,降低装置由于测试不全面带来的潜在安全风险。测试控制中心模块形成的测试记录文件,记录每一个项目的测试详细情况(测试时间、测试的次数、测试参数数据和结果数据),这些数据信息对保护装置的状态分析具有重要价值。
5结语
智能诊断测试 篇8
关键词：智能化小区,无线智能远传水表,参数测量
1 概述
随着无线电技术通讯技术和单片机技术的发展, 无线智能远传水表系统以其安装便利、维护快捷、不受安装环境和布线限制等优点, 成为了水表行业智能管理的主导系统。无线智能远传水表是整个系统的基础部分, 是信息的产生单元, 其参数的准确度决定了整个系统的性能指标。无线智能远传水表参数的测试是根据G B/T778.3—2007封闭管道中水流量的测量---饮用冷水水表和热水水表第3部分--试验方法和试验设备的要求进行。无线智能远传水表的技术指标应符合表1.1的要求
2 无线智能远传水表的测试
2.1 供电参数 (静态工作电流) 的测试
(1) 测试仪器要求:
电流表:测量范围0μA~200μA, 准确度等级1.0级;
电压表:测量范围0V~10V, 准确度等级1.0级;
稳压电源:电压0V~5V连续可调, 输出电流0 A~1 A。
(2) 测试过程:
取出被测设备内电池, 按图2.1连接, 将电源调至被测设备所标明的工作电压3.6V, 接通电源, 当电流表在大部分时间呈现较小读数且静止不变时, 其读数即为静态工作电流实测值。
2.2 无线电性能测试
2.2.1 无线远传水表发射功能测试
(1) 测试仪器要求:
频谱仪:测量范围10k Hz~1000MHz;
综合测试仪:0.4MHz~1000MHz。
(2) 测试过程:
按图2.2连接被测设备和测试仪器, 并使被测设备处于发射状态。使用频谱仪显示被测设备发射的无线信号的频谱。测上、下限频率值在规定使用频率范围之内 (433.00MHz~434.79MHz) 即可。计算其中心频率, 设定指配频率, 计算带宽B W, 主要满足BW≤200k Hz的要求即可。频谱仪工作在发射功率测量模式, 在显示区读取和记录被测设备的发射功率, 实测值≤10m W满足设计要求即可。测将测算得出的中心频率与指配频率相比较, 计算相对误差≤10×10-6满足设计要求即可。杂散发射功率是指落在占用带宽之外的发射功率, 实测值≤1 0μW即可满足设计要求。
2.2.2 无线水表的接收灵敏度测试 (1) 测试仪器要求
频谱仪:测量范围10k Hz~1000MHz;
综合测试仪:0.4MHz~1000MHz;
示波器:模拟带宽4 0 M H z, 灵敏度2 m V/格。
(2) 测试过程:
按图2.3连接被测设备和测试仪器, 并使被测设备处于接收状态。通过天线接口输入10k Hz方波调制高频信号, 在被测设备的输出端应有方波输出, 通过示波器显示。逐步减少输入高频信号的幅值, 直至被测设备的输出消失。方波刚刚消失时指示的高频信号强度, 即为该被测设备的接收灵敏度, 其值应优于–90d Bm。
2.3 信号输出测试
2.3.1 数据的保持与恢复测试
(1) 测试仪器要求
电流表:测量范围0 m A~2 0 0 m A;准确度等级1.0级;
电压表:测量范围0V~10V;准确度等级1.0级;
稳压电源:电源0V~5V连续可调, 双输出, 输出电流0A~1A。
(2) 测试过程:
按图2.4连接, 调整稳压电源至被测设备额定电压, 通入适当水量, 使无线远传水表系统正常工作。然后下调无线远传水表和集中器的电源电压使其中断工作。再下调抄表器的电源电压使其中断工作。10min后恢复正常供电, 系统应能正常工作, 此时各被测设备存储的数据应与断电前保持一致。
2.3.2 电源欠压提示测试
按图2.4连接, 调整稳压电源至被测设备额定电压, 通入适当水量, 使被测设备正常工作。然后下调稳压电源使输出电压至被测设备欠压值, 此时:无线远传水表和集中器的欠压提示信息通过抄表器下载, 在抄表器显示屏上显示;抄表器的欠压提示信息在抄表器显示屏上显示。
2.3.3 断线保护测试
当发讯水表与电子控制单元之间连线断开时, 电子控制单元应发出报警信号。
2.4 控制功能测试
2.4.1 磁保护功能测试
将无线远传水表安装在试验台上, 使其正常工作。用符合CJ/T 133-2007《IC卡冷水水表》中规定的磁环贴近发讯水表信号输出部位时, 无线远传水表仍可正常工作。当使用大于上述磁环磁力的磁钢重复上步操作时, 无线远传水表发出报警信号, 根据设计要求可自动关闭阀门。
2.4.2 电控阀门执行功能试验
按照图2.4连接, 并使控制式无线远传水表正常工作, 然后按非正常用水的设定发出关闭电控阀门指令, 阀门驱动装置正常工作, 使阀门关闭, 并且能够检测到关阀门的限位电平信号。
2.5 水表性能测试
2.5.1 电源电压影响测试
将无线远传水表按照图2.4连接, 在电源电压为2.7V及4.2V时, 在常用流量 (qp) 下, 控制无线远传水表按指令正常开关电控阀门5次, 无线远传水表能正常工作。
2.5.2 电子计数精度测试
(1) 测试仪器要求:
脉冲发生器:9999脉冲±1脉冲。
(2) 测试过程:
按图2.5连接, 使脉冲发生器发出1000个脉冲给被测设备, 读取抄表器显示的水量, 按公式 (1) 计算, 被测设备计数精度在±0.1%范围即为合格。
计数精度计算公式:
式中:a—被测设备转换系数 (L/脉冲) ;V—抄表器显示的水量 (L) 。
3 结语
无线智能远传水表依照以上设计的测试方法进行测量, 满足规定参数指标要求的水表, 在安装后工作状态稳定, 水表数据采集准确, 质量均为合格。以上测量仪器仪表常用、测试方法简单高效、值得同类企业学习和借鉴, 具有推广和应用价值。
参考文献
[1]刘金生.水表性能参数的分析及规范性表述.科技资讯, 200935.
[2]叶显苍.水表国家标准流量参数选用导则的剖析与应用.工业计量, 2009?19 (6) .