基于ANNES的模数混合电路故障诊断方法的研究

论文摘要

由于大多数系统都同时包括了数字信号和模拟信号,因此对模数混合电路故障诊断的研究具有重要的实际意义。国内外学者提出一些算法,旨在统一模拟与数字两部分信号特征,达到统一测试的目的。很多文献已经证明瞬态响应分析不但是解决模数混合信号测试的有效方法,而且适合于实际工程应用。本文采用瞬态响应分析进行混合电路的测试。专家系统在进行诊断时,往往可以利用专家提供的领域知识快速对故障征兆进行分析判断并得出结论。本文中,我们研究了在混合电路瞬态响应的基础上,构建混合电路故障诊断专家系统的方法。测试结果证明该专家系统对于混合电路故障诊断问题有着极高的诊断正确率(接近100%)。通过分析该专家系统在模数混合电路故障诊断领域的优势与不足,我们在此专家系统的基础上,引入目前在故障诊断学科比较流行的人工神经网络,构造混合电路故障诊断神经网络专家系统,以提高系统智能水平,改善系统性能。我们在该系统的诊断部分应用一种基于神经网络计算的方法组建由网络权值、阈值组成的神经网络专家系统知识库。通过这种方法,我们可以通过神经网络的输出直接得到结论,而不是像传统专家系统那样通过领域知识做出判断。相对于传统的专家系统,神经网络专家系统更擅长处理数据。最后的测试结果表明,该神经网络专家系统不但可以解决传统专家系统自学习能力差和知识获取能力差等问题,还可以获得令人满意的故障诊断正确率。本文虽取得了一些成果,但距离工程实际应用仍有一定差距,还需要在后续的研究中进一步加以改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 模数混合电路故障诊断概述
• 1.1.1 故障诊断的基本概念和基本思想
• 1.1.2 故障诊断学科的发展
• 1.1.3 模数混合电路故障诊断的主要困难
• 1.1.4 模数混合电路故障诊断的方法
• 1.2 专家系统概述
• 1.2.1 专家系统发展的概况
• 1.2.2 专家系统的特点及其局限性
• 1.3 人工神经网络概述
• 1.3.1 人工神经网络发展的概况
• 1.3.2 人工神经网络的特点及其局限性
• 1.4 神经网络专家系统概述
• 1.4.1 专家系统与人工神经网络结合的可能性
• 1.4.2 专家系统与人工神经网络结合的必要性
• 1.5 本文的主要工作和内容的组织
• 第二章 基于 PSpice 的瞬态响应测试
• 2.1 模数混合电路瞬态响应测试
• 2.1.1 一些常见的模数混合电路测试方法
• 2.1.2 模数混合电路测试瞬态响应测试方法
• 2.2 模数混合电路测试仿真模型
• 2.2.1 PSpice 仿真环境
• 2.2.2 模/数等效接口电路
• 2.2.3 模数混合电路仿真
• 第三章 模数混合电路故障诊断专家系统的设计
• 3.1 总体结构设计
• 3.1.1 专家系统的基本结构
• 3.1.2 专家系统开发环境
• 3.2 主要功能模块设计
• 3.2.1 知识库的建立
• 3.2.2 推理机
• 3.2.3 解释程序
• 3.2.4 人机接口
• 3.3 诊断示例
• 第四章 模数混合电路故障诊断神经网络专家系统的设计
• 4.1 BP 神经网络
• 4.1.1 BP 网络结构
• 4.1.2 BP 网络的学习算法
• 4.2 混合电路故障诊断ANNES 知识库的建立
• 4.2.1 训练样本的获取
• 4.2.2 BP 网络的建立与训练
• 4.3 混合电路故障诊断其他主要功能模块设计
• 4.3.1 推理机
• 4.3.2 解释程序
• 4.3.3 ANNES 开发工具
• 4.4 ANNES 诊断测试
• 第五章 全文总结
• 5.1 结论
• 5.2 可进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录一 专家系统部分源程序
• 附录二 神经网络专家系统部分源程序