大规模模拟电路软故障诊断方法研究

论文摘要

模拟电路故障诊断是近代电路理论的前沿领域，自20世纪60年代开始研究至今，研究者们取得了不少成就，并提出了许多诊断理论和方法。然而大规模模拟电路的广泛应用及模拟电路本身的非线性、容差性以及故障的复杂性，使得传统的诊断方法已无法满足实际工程的需求，需要研究新的模拟电路故障诊断方法。近些年，人工神经网络及专家系统理论迅速发展，为模拟电路故障诊断开辟了一条新的路径，引起了学者们的广泛兴趣。本文对大规模模拟电路软故障诊断方法进行了以下三方面探索：一、深入探索了人工神经网络方法在模拟电路故障诊断中的应用，并阐述了神经网络方法的诊断步骤。虽然，神经网络方法能够准确且高效的诊断出故障元件，但是对于大规模模拟电路，它的诊断效率还是无法满足实际工程的需求。本文结合网络逐级撕裂搜索法和区间诊断方法来进行大规模模拟电路故障诊断，利用区间诊断法逐级搜索出故障子网络，最后再利用神经网络方法对故障元件进行故障定位；二、故障字典法是最具实用价值的诊断方法，很多方法都是从它发展而来的。故障字典法最重要的就是建立故障字典，硬故障对应的故障字典较好建立，但软故障的个数是不可数的，无法建立完整的故障字典。本文提出利用对元件参数扫描得到的区间电压值进行拆分，得到软故障状态的完整描述，从而建立软故障对应的完整故障字典。三、神经网络对区间数据的处理比较困难，而利用模糊逻辑和神经网络结合产生的模糊神经网络可以很好的处理区间数据，本文利用模糊神经网络对模拟电路进行故障定位。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 模拟电路故障诊断的意义
• 1.2 模拟电路故障诊断的现状与发展
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 模拟电路故障诊断的理论和方法研究
• 2.1 模拟电路故障诊断的理论
• 2.1.1 模拟电路故障诊断的动力及困难
• 2.1.2 模拟电路故障诊断的主要任务
• 2.2 模拟电路故障诊断的方法
• 2.2.1 模拟电路故障的分类
• 2.2.2 模拟电路故障诊断的方法
• 2.3 故障字典法
• 2.3.1 直流故障字典法
• 2.3.2 交流故障字典法
• 2.4 直流故障字典法的诊断实例
• 2.5 本章总结
• 第3章 人工神经网络理论及其应用
• 3.1 人工神经网络概述
• 3.1.1 人工神经网络的发展
• 3.1.2 神经网络的主要优点
• 3.1.3 神经网络的模型
• 3.1.4 神经网络的主要分类
• 3.1.5 神经网络的学习算法
• 3.2 神经网络典型模型介绍
• 3.2.1 BP 神经网络
• 3.2.2 径向基神经网络
• 3.3 BP 神经网络在模拟电路故障诊断中的应用实例
• 3.4 本章小结
• 第4章 大规模模拟电路子网络级故障诊断
• 4.1 网络撕裂法的基本原理
• 4.1.1 逐级撕裂搜索法
• 4.2 区间诊断法
• 4.2.1 网络撕裂准则
• 4.2.2 区间诊断法判定子网络故障状态
• 4.3 诊断实例
• 4.4 本章小结
• 第5章 大规模直流模拟电路软故障区间诊断方法
• 5.1 模拟电路软故障的区间诊断原理
• 5.1.1 模拟电路故障模型
• 5.1.2 测前电压区间的仿真
• 5.1.3 故障判别的原则
• 5.2 基于模糊神经网络的故障定位
• 5.3 大规模模拟电路的诊断步骤
• 5.4 仿真实例
• 5.4.1 子网络电路的故障诊断
• 5.4.2 大规模模拟电路的故障诊断
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录 B 攻读学位期间专利与软件著作权申请情况
• 附录 C 论文中程序部分
• C.1 第五章中隶属度函数的 matlab 程序
• C.2 第五章子网络电路故障诊断中 R1=0 时对应的诊断程序