Модифицированный алгоритм имитации отжига для задачи диагностики отказов аналоговых радиоэлектронных устройств

В статье приведены результаты исследования, в ходе которого был разработан новый метод автоматизированной диагностики функциональных узлов радиоэлектронных устройств с целью выявления в них параметрических отказов компонентов, обрывов электрических соединений, обнаружения коротких замыканий. Актуальность исследования обусловлена постоянно возрастающей сложностью современной электроники, когда традиционные методы диагностики не обеспечивают необходимой точности и оперативности диагностических процедур, что ведет к росту отказов аппаратуры при эксплуатации и увеличению затрат на ее обслуживание и ремонт. В основе предложенного метода лежит широко известный алгоритм имитации отжига, который был адаптирован под решение задач диагностики неисправностей радиоэлектронных устройств. Цель – предложить новый метод диагностики отказов радиоэлектронной аппаратуры, основанный на модифицированном алгоритме имитации отжига, нацеленном на повышение достоверности идентификации неисправностей, возникающих в узлах и модулях при эксплуатации современной электроники, а также повысить степень автоматизации диагностических процедур. Физические и модельные эксперименты, проведенные в ходе исследования, показали, что предложенный метод на основе модифицированного алгоритма эффективно определяет ряд отказов, включая сложные случаи последовательных отказов, идентифицировать которые традиционными методами не было возможности. Кроме этого, предложенный подход требует меньших временных затрат на анализ и дает возможность повысить достоверность диагностики исследуемых узлов и модулей электронной аппаратуры. Полученные результаты подтверждают перспективность применения метода в задачах технической диагностики, в том числе его дальнейшую интеграцию в автоматизированные системы контроля радиоэлектронной аппаратуры.

1. Увайсов С.У., Черноверская В.В., Нгуен Дык Хай, Во Тхе Хай, Фам Суан Хань. Применение метода отжига в задаче диагностики электрических дефектов аналоговых схем радиоэлектронных устройств. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024;12(4). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2024.47.4.022

2. Нгуен Д.Х. Диагностирование неисправностей аналоговых радиоэлектронных устройств методом отжига. Мехатроника, автоматика и робототехника. 2024;(13):172–174. https://doi.org/10.26160/2541-8637-2024-13-172-174

3. Kirkpatrick S., Gelatt C.D., Vecchi  M.P. Optimization by Simulated Annealing. Science. 1983;220(4598):671–680. https://doi.org/10.1126/science.220.4598.671

4. Лопатин А.С. Метод отжига. Стохастическая оптимизация в информатике. 2005;1:133–149.

5. Zhang D., Liu Y., M'Hallah R., Leung S.C.H. A simulated annealing with a new neighborhood structure based algorithm for high school timetabling problems. European Journal of Operational Research. 2010;203(3):550–558. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2009.09.014

6. Bandler J.W., Salama A.E. Fault diagnosis of analog circuits. Proceedings of the IEEE. 1985;73(8):1279–1325. https://doi.org/10.1109/PROC.1985.13281

7. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы; 1983. 384 с.

8. Коптяев Д.С. Использование алгоритма имитации отжига в задачах поиска. В сборнике: Конкурентоспособность территорий: Материалы XXIII Всероссийского экономического форума молодых ученых и студентов: Часть 3, 27–30 апреля 2020 года, Екатеринбург, Россия. Екатеринбург: Уральский государственный экономический университет; 2020. С. 76–78.

9. Колесникова А.Г., Матвеев В.В. Использование компьютерного моделирования в среде Matlab/Simulink в рамках инженерного образовательного курса. Известия Тульского государственного университета. Педагогика. 2024;(4):39–45.

10. Илюшин М.В., Кирюшин Д.Д. Имитационное моделирование радиоканала передачи цифрового сигнала в Matlab Simulink. В сборнике: Современные технологии в науке и образовании – СТНО-2024: Сборник трудов VII Международного научно-технического форума: Том 1, 04–06 марта 2024 года, Рязань, Россия. Рязань: Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина; 2024. С. 60–63.