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《湖南大学》 2005年
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基于小波和神经网络的大规模模拟电路故障诊断研究

谭阳红  
【摘要】:随着现代化电子技术的飞速发展,大规模集成电路的应用,网络规模和结构日趋功能化和模块化,研究如何运用现代诊断技术从大规模容差电路中准确地诊断出存在故障的子电路和元件,是实际工程迫切需要解决的课题,也是模拟电路故障诊断理论和方法走向实际应用的关键步骤之一。 本文运用遗传算法,在对电路响应的容差影响作统计分析的基础上,提出了大规模模拟电路的神经网络和小波方法故障诊断。本文的主要工作内容如下: 对大规模电路的故障子电路定位进行了研究。首先,给出了求解容差电路响应可行域的遗传方法;然后,对大规模电路故障诊断提出了一种新的屏蔽方法,将它逻辑撕裂成若干个子电路后,采用电压激励测电压,结合灵敏度分析,利用电压比较分析来确定存在故障的子电路。这种方法经过简单的测试即能将故障定位到子电路,具有适用于大规模容差电路,诊断速度快、易实施等特点。 对电路的容差进行了统计分析,将电路元件的容差效应化为噪声,并附加到标称电路样本上,只需一次遗传运算就可以获得容差电路的样本,大大降低了神经网络子网络诊断的计算复杂度,因此,对大规模电路进行撕裂后,大规模电路的诊断即化成对各子电路的诊断。为使神经网络的辨识性能达到最佳,对网络的算法参数、结构及初始权值进行了优化,结果表明,采用演化算法对各神经网络进行优化后,各网络的性能都有不同程度的提高,对于没有重叠区间的故障诊断,其诊断率有所提高。 基于遗传算法,提出了二种新的电路激励和测试点选择方法,一种是将激励选择转化成各种故障情况下的响应距离优化函数;另一种是转化成对各种故障状态下的均值和方差优化函数,采用遗传算法能同时得到电路激励函数和测试点的最优值。它不需要矩阵运算、存储量小、不仅可用于线性电路,也适用于非线性电路。 给出了求解容差电路的小波包分解可行域方法,同时从两个方面着手改善故障的诊断率。一方面利用小波和小波包提取电路的故障特征,且将小波分解过程中的尺度和位移参数纳入学习范畴,以寻找它们的最优值,使各故障模式之间的距离最大化;另一方面以紧致型小波神经网络作为故障分类器,从函数型和权值型小波网络中寻找一种最适合于模拟故障诊断的网络,并利用遗传算法对网络的结构和参数进行优化和学习,以得到最佳的网络结构,加快网络的训练速度。并将电路的诸多不确定性因素融合到概率和模糊运算中,运用小波概率神经网络和小波模糊推理神经网络来进行子电路的故障诊断,同时用遗传算法对它们的参
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN710

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 龙春阳;谭阳红;;基于空间特征的非线性电路神经网络诊断[J];电气电子教学学报;2008年02期
2 许军;吕强;陈圣俭;;电路故障诊断方法的研究现状与发展[J];火力与指挥控制;2008年S2期
3 杨扬;李昌平;孙燕;;基于51单片机的会场人数监控仪[J];湖南农机;2011年07期
4 李云红;;一种诊断容差模拟电路软故障的新方法[J];机电产品开发与创新;2009年02期
5 杨宇;赵玉霞;;模拟电路故障诊断方法的研究[J];科技信息(学术研究);2007年18期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 雷亚国;混合智能技术及其在故障诊断中的应用研究[D];西安交通大学;2007年
2 祝文姬;模拟电路故障诊断的神经网络方法及其应用[D];湖南大学;2011年
3 金瑜;基于小波神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2008年
4 李焱骏;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[D];电子科技大学;2009年
5 龙英;开关电流电路测试与故障诊断方法研究[D];湖南大学;2012年
6 谢涛;基于(多)小波(包)、神经网络及优化的模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2011年
7 肖迎群;基于脊波神经网络的模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于智能信息融合的模拟电路故障诊断技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 杨林;导弹电气系统故障仿真和样本采集平台研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张庆锴;模拟电路故障诊断方法及其应用研究[D];大连理工大学;2011年
4 吴明岩;基于信息融合的模拟电路故障诊断研究[D];大连理工大学;2011年
5 赵延安;某型水雷引信故障诊断技术研究及测试系统设计[D];西北工业大学;2007年
6 徐德凯;基于小波神经网络的无线传感网络(WSN)节点故障诊断技术[D];电子科技大学;2008年
7 温炳辉;基于LabVIEW的小波神经网络在煤矿主通风机状态监测中的应用研究[D];西安科技大学;2009年
8 陆鹏;基于单测点的模拟集成电路测试系统设计[D];电子科技大学;2010年
9 姚俊华;模拟电路软故障诊断方法的研究[D];电子科技大学;2010年
10 曲延华;基于小波熵和自适应量子粒子群优化算法的模拟电路故障诊断方法的研究[D];东北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭惠昕;混沌遗传优化算法及其程序研制[J];常德师范学院学报(自然科学版);2002年04期
2 谭阳红,何怡刚,陈洪云,吴杰;大规模电路故障诊断神经网络方法[J];电路与系统学报;2001年04期
3 谭阳红,何怡刚;电子电路故障诊断的新方法[J];电路与系统学报;2004年05期
4 谭阳红,何怡刚,叶佳卓,伍君锡;MATLAB与OrCAD的数据通信[J];电气电子教学学报;2004年03期
5 王鹏宇;黄智刚;;模糊理论与神经网络结合对模拟电路进行分层故障诊断[J];电子测量技术;2002年01期
6 陈圣俭,蔡金燕,黄允华;容差模拟电路子网络级故障诊断的新方法[J];电子测量与仪器学报;1998年02期
7 吴芝路,陈圣俭,王月芳;模拟电路实用故障诊断新方法[J];电子测量与仪器学报;2000年02期
8 赵曙光,刘贵喜,王军宁,杨万海;基于自适应遗传算法的模拟电路自动设计方法[J];电子学报;2004年04期
9 谭阳红,何怡刚,陈洪云;模拟电路故障诊断的开关电流神经网络方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2000年04期
10 赵温波,黄德双;全结构遗传优化径向基概率神经网络[J];红外与毫米波学报;2004年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢涛;何怡刚;侯玉宝;朱彦卿;;模拟数字电路故障诊断新方法[J];半导体技术;2007年07期
2 徐志强;刘明光;李娜;郝卫华;;铁路电力线路故障识别的融合算法研究[J];北京交通大学学报;2007年02期
3 郭惠昕;模糊稳健优化设计中的神经网络技术[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2004年03期
4 沈小倩;蔡晋辉;姚燕;蒋庆;;遗传神经网络在动态称重中的应用[J];传感技术学报;2010年09期
5 周成容,杨大地;基于模糊神经网络的设备故障诊断分析[J];重庆科技学院学报;2005年03期
6 祝文姬;何怡刚;谢宏;刘美容;王玺;庞伟区;张颖;;基于遗传BP网络的模拟电路故障诊断[J];测试技术学报;2007年05期
7 张彦斌;贺从林;张鹏;;基于神经网络的某装备电路单元故障诊断研究[J];测试技术学报;2010年06期
8 谢长焱;盛权为;刘蓉;;规范式分段线性化法在非线性电阻网络故障诊断中的应用[J];长沙医学院学报;2007年01期
9 蔡涛;段善旭;康勇;;电力电子系统故障诊断技术研究综述[J];电测与仪表;2008年05期
10 郝静;朱锋;王韵然;兰华;许云仕;李琳琳;;基于模糊PSO-BP神经网络的配电网故障选线方法[J];电测与仪表;2011年12期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 段伟武;宋宜斌;;基于自适应神经网络模糊推理系统的柴油机故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 王雷;陈宗海;;神经网络在过程系统建模中的应用综述[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
3 宋国明;王厚军;姜书艳;刘红;;基于神经网络的融合智能诊断方法在模拟电路故障诊断中的应用[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
4 梁戈超;何怡刚;;模拟电路故障诊断的模糊神经网络方法[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年
5 谭阳红;何怡刚;;基于集团法和自组织神经网络的容差电路故障诊断(英文)[A];第十六届电工理论学术年会论文集[C];2004年
6 欧阳宏志;陈洪云;;模拟电路故障诊断的现状与发展[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 叶笠;基于统一节点电压增量比向量的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2011年
2 宋国明;基于提升小波及SVM优化的模拟电路智能故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
3 张明明;面向量子可逆逻辑自动综合的多目标进化算法研究[D];东华大学;2010年
4 陈丹;城市交通信号灯的仿真优化研究[D];武汉理工大学;2011年
5 祝文姬;模拟电路故障诊断的神经网络方法及其应用[D];湖南大学;2011年
6 向小东;基于神经网络与混沌理论的非线性时间序列预测研究[D];西南交通大学;2002年
7 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
8 樊智;分形市场理论与金融波动持续性研究[D];天津大学;2003年
9 许桢英;动态测量系统误差溯源与精度损失诊断的理论与方法研究[D];合肥工业大学;2004年
10 陈艳霞;配电网保护与控制新技术研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马稳;基于支持向量机的模拟电路故障诊断研究[D];大连理工大学;2010年
2 马岩尉;基于前馈神经网络的电子鼻模式识别方法[D];大连理工大学;2010年
3 杨亮;基于智能信息融合的模拟电路故障诊断技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 王啟宁;基于人工智能技术的印刷电路板故障诊断方法研究[D];中北大学;2011年
5 祝捷;模拟电路故障诊断监测系统研究[D];电子科技大学;2011年
6 赵鹏;模拟电路测点优选与测试生成方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 刘江;洁净室空调系统的故障诊断[D];天津大学;2010年
8 崔应峰;基于模糊神经网络和知识模型的设施葡萄生产辅助决策系统的研究[D];上海交通大学;2011年
9 姚伟;电气控制盒智能测试诊断系统设计与实现[D];天津大学;2010年
10 周贵峰;基于胚胎型细胞电路的FIR滤波器仿生自修复技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢永乐;;模拟VLSI电路故障诊断的相关分析法[J];半导体学报;2007年12期
2 孙喜晨;贺仁亚;封举富;;一种新的分类方法——属性均值聚类属性支持向量机(AMC-ASVM)[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2006年02期
3 张屹;魏学业;蒋海峰;;模拟电路故障诊断中故障重分类方法的研究[J];北京交通大学学报;2006年02期
4 黄亮;侯建军;刘颖;宋伟;李赵红;;基于相量分析与支持向量机的交流电路故障诊断[J];北京交通大学学报;2008年05期
5 万九卿,李行善;基于串行支持向量分类器的模拟电路故障诊断[J];北京航空航天大学学报;2003年09期
6 陈益;李书;;改进的小波阈值消噪法应用于超声信号处理[J];北京航空航天大学学报;2006年04期
7 沈颂华,李瑛,康锐;航空电源系统 FMEA 自动化技术研究[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
8 雷霖;代传龙;王厚军;;基于Rough set理论的无线传感器网络节点故障诊断[J];北京邮电大学学报;2007年04期
9 陈敏,刘君;BP网络的改进及其应用[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2005年02期
10 赵冬梅;王雅萍;江涌;朱目成;;基于LabVIEW和小波分析理论数据采集与处理系统研究[J];传感器世界;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨雅伟;侍洪波;;量子粒子群优化算法及其应用研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
2 胡茑庆;转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D];国防科学技术大学;2001年
3 郑海波;非平稳非高斯信号特征提取与故障诊断技术研究[D];合肥工业大学;2002年
4 朱大奇;航空电子设备故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
5 薛胜军;基于神经网络与模糊技术的内燃机热工故障在线诊断的研究[D];武汉理工大学;2001年
6 冯志鹏;计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
7 高协平;小波参数化与小波神经网络研究[D];湖南大学;2003年
8 王奉涛;非平稳信号故障特征提取与智能诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2003年
9 王志华;基于模式识别的柴油机故障诊断技术研究[D];武汉理工大学;2004年
10 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马稳;基于支持向量机的模拟电路故障诊断研究[D];大连理工大学;2010年
2 李俊松;基于神经网络的混合动力汽车故障诊断研究[D];武汉理工大学;2003年
3 黄璐璐;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[D];河海大学;2004年
4 杨春宁;基于小波变换的故障电路特征值提取的研究[D];吉林大学;2004年
5 芦湘冬;模拟电路故障诊断神经网络数据融合方法[D];湖南大学;2004年
6 梁戈超;基于遗传算法和神经网络的模拟电路故障诊断理论与方法[D];湖南大学;2004年
7 丁晓伟;基于小波分析与神经网络的转子状态检测与识别方法研究[D];东南大学;2004年
8 宋小安;模拟电路故障诊断的专家系统法与BP神经网络法研究[D];河海大学;2005年
9 周晗晓;模拟电路智能故障诊断系统的设计与实现[D];首都师范大学;2005年
10 叶佳;基于AD9852的多功能直接数字信号合成源的研制[D];南京航空航天大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许崇霞;宋婷婷;冯德军;杨敬锋;;基于RBFNN的农业环境无线传感器网络节点故障诊断方法[J];安徽农业科学;2010年26期
2 许崇霞;宋婷婷;冯德军;卢启福;杨敬锋;;基于C4.5算法的无线传感器网络农业环境部署节点故障诊断方法[J];安徽农业科学;2011年15期
3 陈启昂;陈学辉;沈孔辉;;基于单片机智能控制技术的电路的判别、检测及可视化系统[J];电子制作;2012年10期
4 许俊;;基于频率特性的模拟电路故障分析[J];电子世界;2013年10期
5 潘强;孙必伟;;模拟电路故障诊断中的特征信息提取[J];电子科技;2013年08期
6 竺琼;;基于灵敏度分析和GA的模拟电路故障诊断[J];电子产品世界;2014年04期
7 谷凯凯;郭江;;紧致融合模糊集和故障树的变压器故障诊断[J];高电压技术;2014年05期
8 黄孝文;白云;张弛;;基于自适应尺度小波网络的自动驾驶仪故障诊断研究[J];航天控制;2010年05期
9 安赛;林柏泉;;主要通风机远程监测系统的设计[J];工矿自动化;2012年01期
10 方玉龙;王玉香;;基于小波神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[J];廊坊师范学院学报(自然科学版);2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 叶笠;基于统一节点电压增量比向量的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2011年
2 刘冲;模拟电路故障诊断AdaBoost集成学习方法研究[D];大连海事大学;2011年
3 徐志鹏;采煤机自适应截割关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
4 王衍学;机械故障监测诊断的若干新方法及其应用研究[D];西安交通大学;2009年
5 张孝远;融合支持向量机的水电机组混合智能故障诊断研究[D];华中科技大学;2012年
6 周龙甫;模拟电路软故障的智能优化诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
7 周晓君;强噪声环境机械早期故障微弱信号特征分离算法研究[D];重庆大学;2012年
8 龙英;开关电流电路测试与故障诊断方法研究[D];湖南大学;2012年
9 谢涛;基于(多)小波(包)、神经网络及优化的模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2011年
10 肖迎群;基于脊波神经网络的模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于智能信息融合的模拟电路故障诊断技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 韩健;电价预测模型及其预测方法的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 杨林;导弹电气系统故障仿真和样本采集平台研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈郁;遗传神经网络在模拟电路故障诊断中的应用[D];长春理工大学;2009年
5 王大为;超短波电台研究与故障仿真[D];华中科技大学;2008年
6 张亚琦;基于改进回声状态网络的混沌时间序列多步预测[D];兰州大学;2010年
7 任正坤;模糊免疫算法在模拟电路故障诊断中的应用研究[D];太原理工大学;2012年
8 范烨;基于BP神经网络的煤矿突水监测数据处理系统的设计[D];太原理工大学;2012年
9 李小玉;基于小波分析和遗传神经网络的模拟电路故障诊断[D];湖南大学;2012年
10 宋丽伟;基于小波分析和神经网络的模拟电路故障诊断[D];湖南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 彭虹;史宇澄;;大坝监测资料分析模型的分析[J];大坝观测与土工测试;1990年04期
3 温岫;薛玺成;;高坝、岩基原位监测位移的混合模型研究及其应用[J];大坝观测与土工测试;1993年02期
4 郝玉山,杨以涵,任元恒,齐丽芳,安文;小电流接地微机选线的群体比幅比相原理[J];电力情报;1994年02期
5 桑在中,张慧芬,潘贞存,田质广;用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护[J];电力系统自动化;1996年02期
6 张小平,王伟;短期电力负荷预报的自适应模糊神经网络方法[J];电力系统自动化;1998年01期
7 罗先觉;一种基于灵敏度分析的模拟电路子网络级诊断算法[J];电子测量与仪器学报;1996年01期
8 吴芝路,陈圣俭,王月芳;模拟电路实用故障诊断新方法[J];电子测量与仪器学报;2000年02期
9 金菊良,杨晓华,储开凤,郦建强;基因算法的应用及改进[J];河海大学学报;1998年02期
10 谭阳红,何怡刚,陈洪云;模拟电路故障诊断的开关电流神经网络方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周明;基于模式识别原理的模拟电路故障诊断神经网络方法[D];湖南大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李海波;;高阶反馈型神经网络及其在优化计算中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);1990年06期
2 朱铭铨,姬中岳,刘镜;神经网络与CIMS监控技术[J];中国机械工程;1992年03期
3 崔定军,杨尔辅,张振鹏,刘国球;基于神经网络的火箭发动机动态过程建模[J];航空动力学报;1995年03期
4 赵矿所,林钧清;神经网络在舰船噪声识别中的应用[J];舰船科学技术;1995年06期
5 刘磊,王康斌;基于神经网络的过程软测量[J];天津大学学报;1995年02期
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7 代劲松,宋素芳东北大学;基于BP网络模型的汽轮发电机组的振动故障诊断[J];中国电力;1996年04期
8 黄敏超,王克昌,陈启智;火箭发动机基于神经网络非线性辨识的故障检测[J];中国空间科学技术;1996年06期
9 王少萍,王占林;液压泵故障诊断的神经网络方法[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
10 谢寿生,樊思齐;自适应变结构神经网络在航空发动机故障诊断上的应用[J];航空动力学报;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 李晓钟;汪培庄;罗承忠;;神经网络与模糊逻辑[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第五届年会论文选集[C];1990年
6 房育栋;余英林;;高阶自组织映射及其学习算法[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
7 王晓晔;杜朝辉;吕德忠;刘建峰;;神经网络模糊控制在温度控制系统中的应用[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 金龙;吴建生;;基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型(摘要)[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
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10 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
8 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 马戎;智能控制技术在炼钢电弧炉中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
4 马永涛;通信信道建模的神经网络优化技术研究[D];天津大学;2009年
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7 徐芳;多稳定神经网络的动力学分析[D];电子科技大学;2011年
8 杨文宇;利用状态函数导数的脉冲神经网络新算法[D];大连理工大学;2013年
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10 尹丽子;基于动态模型的神经网络稳定性研究[D];山东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
2 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
3 田鹏明;基于神经网络的振动主动控制研究[D];太原理工大学;2012年
4 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
5 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
6 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 来建波;基于神经网络的路段行程时间预测研究[D];云南大学;2011年
9 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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