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基于数字孪生模型的复杂电路系统潜在问题自动仿真推演方法

1406    2022-02-25

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作者:胡昌华, 马玉哲, 李天梅

作者单位:火箭军工程大学,陕西 西安 710025


关键词:潜在问题分析;数字孪生;电路系统;自动仿真推演


摘要:

针对已有技术与方法在导弹武器装备“复杂多样”电路背景下“自动准确高效”识别这一难题,该文提出基于数字孪生模型的复杂电路系统潜在问题自动仿真推演方法。首先建立复杂电路系统数字孪生模型,在此基础上,自动搜索功能网络树,围绕功能,根据开关组合状态,自动搜索建立节点、支路、网孔,进而基于电路基本定理自动建立并求解微分方程组,判断是否存在期望功能被抑制或非期望功能被激发等潜在问题,实现潜在问题的自动仿真推演;最后以红石火箭点火/关机电路为对象进行数字孪生建模及潜在通路自动仿真推演分析。应用结果表明,该文所提方法可以准确自动高效地识别潜在问题。


Automatic simulation deduction method for sneak circuit analysis on complex circuit system based on digital twin model
HU Changhua, MA Yuzhe, LI Tianmei
Rocket Force University of Engineering, Xi’an 710025, China
Abstract: To address the challenge of "automatic, accurate and efficient" identification of sneak circuit in the context of "complex and diverse" circuits of missile armament with existing technologies and methods, the paper proposes an automatic simulation and deduction method for sneak circuits in complex circuit systems based on the digital twin model. The digital twin model of a complex circuit system is established firstly, and the functional network tree of the circuit system is searched automatically based on its digital twin model. Around the function, nodes, branches, and meshes of the circuit system are automatically searched and established according to the combination state of switches. In turn, differential equations are automatically created and solved based on the fundamental theorem of the circuit. Then whether there are sneak circuits such as desired function being suppressed or non-desired function being excited is determined, and automatic simulation deduction for sneak circuits is realized. Taking the ignition/shutdown circuit of the Redstone rocket as the object, the digital twin model is established, and the sneak circuits are automatically simulated and analyzed. The application results demonstrate that the method proposed in this paper can identify sneak circuits accurately and automatically in an efficient manner.
Keywords: sneak circuit analysis;digital twin;circuit system;automatic simulation deduction
2022, 48(2):1-7,13  收稿日期: 2021-03-01;收到修改稿日期: 2021-04-18
基金项目: 国家自然科学基金项目(61773386,61833016,61922089,62073336)
作者简介: 胡昌华(1966-),男,湖北罗田县人,教授,博士,研究方向为剩余寿命预测、潜在电路分析
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