基于小波神经网络的模拟电路故障诊断方法研究及系统实现

论文摘要

电子设备的故障大多出自模拟电路。随着电子工业迅速发展,电子设备的结构日益复杂,对模拟电路故障诊断的要求不断提高,对模拟电路故障诊断方法的研究也更具现实意义。因其自身存在许多困难,传统的故障诊断方法很难达到预期的效果,具有非线性映射特性的神经网络为模拟电路故障诊断提供了一条有效途径,本文研究了将小波分析与神经网络结合的模拟电路故障诊断方法。本文首先在分析模拟电路故障诊断基本思想的基础上,阐述了神经网络故障诊断的原理,探讨了用于故障诊断的BP网络的设计方法。然后,研究了将小波分析与神经网络结合用于模拟电路故障诊断的方法,松散型的结合通过小波分解输出信号提取各频段的能量作为故障特征输入到神经网络训练,紧致型的结合则将神经网络中的激励函数用特性良好的小波函数代替,通过对带通滤波器电路诊断的实例证明了小波神经网络方法的有效性、优越性。最后将虚拟仪器技术引入到模拟电路故障诊断领域,以负反馈放大器电路为例,设计完成基于LabVIEW的故障诊断系统,可实现故障的诊断和故障类型的显示,界面直观。总之,基于小波神经网络的方法对解决模拟电路故障诊断问题是切实有效的,将虚拟仪器技术应用到模拟电路故障诊断系统中,有很好的工程应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 模拟电路故障诊断的研究现状
• 1.3 模拟电路故障诊断方法概述
• 1.3.1 模拟电路故障诊断的传统方法
• 1.3.2 模拟电路故障诊断的现代方法
• 1.4 本文的工作内容及结构安排
• 第二章 模拟电路故障诊断与小波神经网络理论
• 2.1 模拟电路故障诊断的基本思想
• 2.2 模拟电路故障诊断的神经网络方法
• 2.2.1 神经网络简介
• 2.2.2 神经网络模拟电路故障诊断原理
• 2.2.3 用于故障诊断的BP神经网络设计
• 2.3 小波神经网络概述
• 2.3.1 小波分析的概念
• 2.3.2 小波与神经网络的结合方式
• 2.4 本章小结
• 第三章 模拟电路故障诊断的小波神经网络方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 松散型小波神经网络故障诊断方法
• 3.2.1 多分辨分析在故障诊断中的应用方法
• 3.2.2 小波包分析在故障诊断中的应用方法
• 3.2.3 Matlab小波工具箱
• 3.2.4 Matlab导入Pspice仿真数据的方法
• 3.3 松散型小波神经网络故障诊断仿真分析
• 3.3.1 带通滤波器电路及诊断思路
• 3.3.2 BP网络的诊断方法实现
• 3.3.3 松散型小波神经网络诊断方法实现
• 3.3.4 故障诊断结果分析
• 3.4 紧致型小波神经网络故障诊断方法研究
• 3.4.1 紧致型小波神经网络结构
• 3.4.2 紧致型小波神经网络算法推导
• 3.4.3 小波网络应用于模拟电路故障诊断的优势
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于虚拟仪器的模拟电路故障诊断系统实现
• 4.1 虚拟仪器技术
• 4.1.1 虚拟仪器的概念
• 4.1.2 虚拟仪器软件设计技术
• 4.2 LabVIEW相关介绍
• 4.2.1 LabVIEW简介
• 4.2.2 LabVIEW与Matlab之间数据通信实现
• 4.3 负反馈放大器电路故障诊断系统实现
• 4.3.1 系统设计方案
• 4.3.2 故障诊断的紧致型小波网络设计
• 4.3.3 基于LabVIEW故障诊断系统实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录A
• 附录B
• 附录C