容差模拟电路故障诊断BP神经网络法与故障树分析法研究.pdf

河海大学
硕士学位论文
容差模拟电路故障诊断的BP神经网络法与故障树分析法研究
姓名:黄璐璐
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李训铭
20040601
摘要关键词:故障诊断、模拟电路、神经网络、故障树本文主要研究了容差模拟电路故障诊断的神经网络方法和故障树分析模拟系统故障诊断课题是一个广泛研究的前沿课题之一,模拟电路的可靠性法。神经网络的联想记忆功能、容错性和鲁棒性以及很好的非线性映射能力,使这一诊断方法明显优于传统的诊断方法,本文尝试了通过训练样本的改进来增强网络的泛化能力:故障树分析法源自于系统可靠性分析设计,其解释基于规则,易于实现,并且充分考虑到知识工程师的领域经验,适于实现故障诊断专家系统,针对模拟电路信号的连续性与元件的容差性,本文提出了一种适用于模拟电路的模糊故障树分析法,该方法基于电路节点信息,诸如节点电压值及其波形与电阻值等建构故障树,使用模糊推理的方法,得到各个故障事件发生的可信度,并以决定了电子设备系统的可靠性,具有重要的实际意义。此排序,指导故障诊断的进行。最后,对模拟电路的神经网络方法和故障树分析法作了比较。
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论文作者┟:堑丝运论文作者┟:耋丝遁≯归厂月加日泸呼年律橙不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中本人负全部责任。学位论文版权使用授权说明:河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊盘版缱釉又旧缬腥ūA舯救怂徒谎宦畚牡母从〖虻缱游牡担以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布ǹ授权河海大学研究生院办理。学位论文独创性声明:究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,
第一章序论引言测量仪表等各个科学技术领域、工业生产现场,同时也大量出现在家用电器中,进入了娜粘I睢K孀趴蒲Ъ际醯姆⒄梗收险锒霞际跻阎鸩椒⒄钩晌1电路的故障诊断提出了迫切要求,要求行之有效的诊断技术,以进一步提高设备的可靠性。而模拟电路故障占了电子设备故障的绝大部分,随着大规模模拟集成电路的发展,模拟电路的复杂度和密集度不断增长,对模拟电路运行可靠性的要求更为严格。本章阐述了模拟电路故障诊断的重要性和意义,介绍了模拟电路故障诊断的现状和急待解决的问题。在此基础上,提出了本文的研究内容。现代社会中,电子设备或系统不仅广泛应用于诸如军工、通信、自动控制、证电子设备安全可靠运行的重要手段之一,电子设备的设计与应用阶段,,而其故障又占了电子设备故障的绝大部分,据美国有关经验,即使电路板中%是数字电路,但%的故障却出自模拟电路,可以说,模拟电路的可靠性几乎决定了电子设备的可靠性⋯。特别是对于某些安全保卫装备、宇航及星际电子设备,在十分特殊的环境下必须保证系统正常工作。因此,在设计、生产、运用这些系统的各个过程中,必须周密研究系统的各部分的可测性和可诊断性,以便及时修理维护。修理和维护的前提便是故障可靠性作为衡量产品质量的一个重要指标,越来越受到人们的重视。在可靠性设计中,最重要的工作是对产品未来可能发生的故障进行分析与预测。因而在模拟电路的设计阶段,就要求能诊断出故障以便分析原因,以期改进工艺以提高成品合格率。在电子设备实际应用中,若发生了故障,要求能及时将故障诊断出来以便检修、调试、替换。在保证故障诊断准确度的同时,也希望能够兼顾故障诊断的速诊断。河海大学硕士学位论文
在某些时候,还需要对重要设备的模拟电路,要求进行故障预测,也就是对综合上述,通常的人工诊断技术已无法满足,电路故障的自动诊断成为一个急待要解决的问题。自动故障诊断的关键在于诊断程序的产生,而诊断程序产生的基础是电路故障诊断理论。因此,模拟电路故障诊断的研究引起世界各国电路模拟电路发生了故障,不能达到设计时所规定的功能和指标,这种电路称为故障电路。引起电路产生故障的原因千差万别,但通常来自设计、制造和使用等造成的,有的故障是在长期使用过程中由于磨损、老化、损耗、疲劳等原因造成模拟电路的故障主要从所造成的影响程度、电路中的同时故障数来区分。陀补收软故障:又称偏离故障,指元件的参数值随着时间或环境条件而偏离至不能允许的程度,也就是超过该元件参数的容差范围,但还没有达到完全失效,引起硬故障:又称大变动故障,指元件的参数突然发生大的变化,例如短路、开严格的说,网络中元件产生硬故障已改变了网络的拓扑结构,但在模拟电路故障诊断中仍将其看作元件的故障