学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

以电压灵敏度向量为故障特征的模拟电路软故障诊断方法研究

作　者: 李焱骏
导　师: 王厚军
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 模拟电路故障诊断电压灵敏度条件数线性规划盲信号分离
分类号: TN710
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 135次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在过去的几十年里,模拟电路技术取得了巨大的发展。模拟电路故障诊断和测试成为了半导体工业的研究热门。目前,数字电路故障诊断方法已经日趋成熟,而模拟电路故障诊断方法却相对滞后。模拟电路故障诊断方法发展缓慢主要是因为缺乏适当的故障模型、元件参数的连续可变、元件存在容差和测量存在误差等。本文以电路理论、矩阵理论、优化算法和信号处理等理论和技术为基础,深入研究了以灵敏度向量为故障特征的模拟电路软故障诊断方法,主要完成了以下工作：证明了测点电压增量的向量方向,由故障元件在电路中的位置决定,与元件参数增量的大小无关。提出了以电压灵敏度向量为故障特征的故障诊断方法,并以容差条件下的端口电流边界对电压灵敏度向量加权得到故障模式矩阵,建立了故障诊断方程,把容差条件下的模拟电路软故障诊断问题转化为了求解故障诊断方程的问题。讨论了最佳逼近解的性质,最小范数性和最小二乘性,提出了以穆尔-彭诺斯逆求解方程的故障诊断方法,通过仿真证明了其有效性。讨论了冗余测点对故障诊断的影响,提出了基于模糊聚类的冗余测点剔除方法,并将其扩展到了故障模式集的划分。证明了矩阵条件数大于矩阵最大行向量范数比,结合冗余测点剔除法,提出了向量相关性和矩阵条件数相结合的测点选择方法。把模拟电路故障诊断问题转化为多目标线性规划问题,提出两步法实现了对故障元件的定位。针对单纯型法计算复杂度高的问题,提出了基于原始-对偶内点法的模拟电路软故障诊断方法,以较小的计算量实现了对故障元件的定位。分析了电路发生故障的过程,提出了在线监测获取电路测点电压统计量的策略。对AMUSE算法做了针对模拟电路故障诊断特点的修改,提出了基于AMUSE算法的模拟电路故障诊断方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-22
  1.1 模拟电路故障诊断的现实意义和困难  11-13
  1.2 模拟电路的故障类型  13-14
  1.3 模拟电路故障诊断方法和发展概况  14-19
    1.3.1 测后仿真故障诊断法  14-16
    1.3.2 测前仿真故障诊断法  16-18
    1.3.3 节点电压增量法  18-19
  1.4 本文的研究内容  19-21
  1.5 本文的结构安排  21-22
第二章以电压灵敏度向量为故障特征的模拟电路故障诊断法  22-53
  2.1 故障诊断方程的建立  22-34
    2.1.1 故障特征的引出——定位电流源  22-23
    2.1.2 故障元件的位置特征——等效阻抗向量方向  23-25
    2.1.3 器件或子电路的故障特征  25-29
    2.1.4 故障向量增量与元件参数增量之间的权重—电压灵敏度向量  29-31
    2.1.5 容差条件下的模拟电路故障诊断方程  31-34
  2.2 两种非线性电路的故障诊断  34-35
    2.2.1 锥形非线性电路  34-35
    2.2.2 分段线性电路  35
  2.3 穆尔-彭诺斯逆在故障诊断中的应用  35-45
    2.3.1 穆尔-彭诺斯逆矩阵的基本概念  36-38
    2.3.2 穆尔-彭诺斯逆矩阵求解的适用性和唯一性  38-41
    2.3.3 穆尔-彭诺斯逆矩阵求解的逼近能力  41-43
    2.3.4 不相容方程的最佳逼近解——极小范数最小二乘解  43-45
  2.4 采用穆尔-彭诺斯逆进行故障诊断的仿真实例  45-53
    2.4.1 元件故障诊断  45-47
    2.4.2 器件故障诊断  47-49
    2.4.3 分段线性电路故障诊断  49-53
第三章以电压灵敏度向量为故障特征的测点选择方法  53-76
  3.1 最佳逼近解的误差分析  53-55
  3.2 基于向量共线性的冗余测点模糊聚类剔除法  55-61
    3.2.1 冗余测点与故障模式矩阵的关系  55
    3.2.2 向量共线性的度量方法  55-57
    3.2.3 冗余测点的模糊集  57-58
    3.2.4 冗余测点剔除实例  58-59
    3.2.5 基于向量共线性度的冗余测点模糊剔除法  59-60
    3.2.6 故障模式集的划分  60-61
  3.3 基于条件数的测点选择方法  61-72
    3.3.1 测点选择问题的提出  61-62
    3.3.2 测矩阵条件数与行向量范数之间的关系  62-66
    3.3.3 基于最小p的测点选择方法  66-69
    3.3.4 以最小p为目标的测点选择仿真结果  69-70
    3.3.5 最小p-模糊共线性测点选择法  70-72
  3.4 电路仿真  72-75
  3.5 本章小结  75-76
第四章基于多目标线性规划的模拟电路故障诊断方法  76-99
  4.1 单目标线性规划在软故障诊断中的应用  76-80
    4.1.1 软故障条件下电压灵敏度方程  76-79
    4.1.2 基于单目标线性规划的模拟电路故障诊断方法浅析  79-80
  4.2 一种多目标线性规划方法-两步法  80-86
    4.2.1 多目标线性规划方程的建立  80-82
    4.2.2 两步法  82-83
    4.2.3 两步法的电路仿真  83-86
  4.3 原始-对偶内点法在模拟电路故障诊断中的应用  86-98
    4.3.1 目标函数的建立  86-87
    4.3.2 原始-对偶内点法的基本思路  87-92
    4.3.3 原始-对偶内点法的故障诊断仿真  92-98
  4.4 本章小结  98-99
第五章盲信号分离方法在模拟电路故障诊断中的应用  99-128
  5.1 故障过程分析  99-103
    5.1.1 元件故障过程  99-101
    5.1.2 故障过程中的电路状态  101-102
    5.1.3 诊断策略的提出  102-103
  5.2 盲信号分离  103-120
    5.2.1 盲信号分离的提法  103-104
    5.2.2 盲信号分离的条件与模拟电路故障的特点  104-106
    5.2.3 盲信号分离的模糊性与确定性  106-107
    5.2.4 盲信号分离的目标与判据  107-110
    5.2.5 盲信号分离的数据预处理  110-112
    5.2.6 AMUSE算法  112-116
    5.2.7 AMUSE源信号估计独立性分析  116-118
    5.2.8 对AMUSE算法的调整  118-120
  5.3 盲信号分离故障诊断仿真  120-126
    5.3.1 单故障诊断仿真  120-124
    5.3.2 双故障诊断仿真  124-126
  5.4 本章小结  126-128
第六章结束语  128-131
参考文献  131-141
攻博期间取得的研究成果  141-143

以电压灵敏度向量为故障特征的模拟电路软故障诊断方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文