● 摘要
电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施以及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，电源的安全正常运行无疑是可靠工作的重要保证，特别是国防军事领域，电源的隐患甚至危及生命财产安全；同时电源产品（特别是大功率电源）体积庞大，结构复杂，人工拆卸、检测、维修相当繁琐和困难，因此对电源系统进行深入测试性设计研究是十分必要的。本文针对这一情况开展了电源系统测试性设计及其仿真方法的研究，主要研究内容如下： 1. 依据测试性和诊断要求，提出了测试性设计工程师最关心的与所研制设计系统相关的定量要素或指标参数。通过分析系统的功能特性、结构特性与故障的相关联性和针对系统特性测试性设计的充分性，给出可以应用的典型充分性度量定义。 2. 基于控制系统可控性和可观测性分析理论基础，提出将这一分析引申到测试性设计中，对测试控制系统与被测单元（Unit Under Test――UUT）有机结合在一起的整体进行可控性和可观测性分析。测试系统的可控性反映了测试激励控制输入对系统状态的制约能力，测试系统的可观测性反映了测试输出对系统状态的判断能力。它们都是反映测试系统结构性质的基本概念，具有重要理论价值和实际工程意义。 3. 针对目前测试性设计存在的难以落实系统/设备性能设计的早期结合，研制程序上不同步，测试性设计技术欠缺的问题，本文提出了测试性设计仿真方法（Testability Design based on Simulation Method――TDSM）。深入探讨了TDSM中二次仿真的核心内容以及TDSM的技术内涵、技术框架和实现流程。 4. TDSM中基于仿真的故障注入技术是实现测试性增长的重要保证，因此本文比较了常用故障注入技术的优缺点，深入研究了基于仿真的故障注入技术，特别分析了基于EDA的故障注入的实现方法，并讨论了其技术的可行性及实施方案。 5. 针对测试性设计中合理的测试容差的确定问题，本文深入的研究了基于仿真的容差分析技术。基于仿真软件集成的蒙特卡罗分析和最坏情况分析、参数分析和优化分析等的综合应用，使电路系统在设计初期就可以进行全面的容差分析，弥补电路试验无法获得的数据和分析内容。基于仿真的容差分析方法用于测试性设计中的阈值设置，简单、直观，大大减少了分析人员的工作量。 6. 针对电源系统的测试性设计问题，结合静止式中频变频电源，基于故障分析结果和测试性设计的可控性理论，提出一种以较低的成本（仅仅增加故障诊断板和信号切换控制）实现板级故障定位的电源系统故障诊断方案。基于TDSM的测试性设计和实际工程实践验证了该诊断方案的正确性和可实施性。关键词：测试性；测试性设计；测试性设计仿真方法；故障注入；容差分析；电源
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