基于時(shí)頻分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷及可測性研究.pdf

1、近幾十年以來，模擬電路故障診斷理論和方法研究一直是國際電路測試領(lǐng)域中極具挑戰(zhàn)性的熱門課題?，F(xiàn)代電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了片上系統(tǒng)、混合集成電路的大量涌現(xiàn)，由此對電路測試提出了更高、更新的要求，研究高效、順應(yīng)電路發(fā)展需求的故障診斷理論和方法迫在眉睫。經(jīng)過多年的發(fā)展，模擬電路測試已經(jīng)取得了一定的研究成果，但也出現(xiàn)了許多常規(guī)或傳統(tǒng)故障診斷理論和方法難以解決的新理論研究課題，諸如模擬電路的多故障和軟故障診斷，非線性模擬電路的故障診斷等。以

2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的計(jì)算智能技術(shù)為模擬電路故障診斷提供了一條有效途徑，受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本論文以現(xiàn)代測試技術(shù)、信號處理、系統(tǒng)辨識和可測性分析等理論為基礎(chǔ)，以基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷為主線，深入研究了模擬電路(線性和非線性)的特征提取、故障診斷方法及可測性問題。作者所做的工作包括如下四個(gè)方面： 1．研究了模擬電路特征提取和故障診斷方法，包括： (1)從頻域角度，直接提取頻率響應(yīng)曲線的有效點(diǎn)實(shí)現(xiàn)故障特征提取，利用神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)進(jìn)行模擬電路故障診斷，實(shí)例驗(yàn)證了該方法的有效性。 (2)從時(shí)域角度，利用主元分析對電路特征參數(shù)降維處理，提高了診斷效率。 (3)從聯(lián)合時(shí)頻分析角度，利用小波變換對電路響應(yīng)進(jìn)行消噪處理和故障特征提取，提出基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法。 (4)從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度，研究了特征評價(jià)和特征提取方法，將電路故障模式識別問題的復(fù)雜性轉(zhuǎn)移至特征處理階段，故障診斷實(shí)例驗(yàn)證了該方法。 以上從四個(gè)不同的角度研究了模擬

4、電路的故障特征提取方法，不斷優(yōu)化故障特征，從而有效地提高了故障診斷效率。 2．研究了基于最大故障信息量的模擬電路故障診斷方法。 本文提出一種模擬電路二元樹故障診斷法，利用二元樹的信息傳遞性快速地從電路的最大故障信息量特征群中定位故障點(diǎn)。另外，本文還研究了模糊圖在模擬電路故障診斷中的應(yīng)用，尋找具有最大故障信息量的最強(qiáng)路徑從而確定故障源，有效地實(shí)現(xiàn)了模擬電路故障診斷。 3．研究了基于非線性電路頻域核的故障特征提取和故

5、障診斷方法。 利用Volterra級數(shù)辨識非線性模擬電路，提取電路各階頻域核作為故障特征，預(yù)處理后輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷。該方法有效地解決了非線性電路辨識難的問題，能較好地對故障模式進(jìn)行分類，取得了滿意的診斷效果。 4．研究了模擬電路的可測性問題。 針對支路診斷法，分析了模擬電路的可測拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和可測拓?fù)錀l件，提出了可測性分析和可測性設(shè)計(jì)方法。研究表明，該方法對于指導(dǎo)模擬電路可測性設(shè)計(jì)及故障診斷均有重要的實(shí)際意義