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《西安电子科技大学》 2006年
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小波和神经网络在模拟电路故障诊断中的应用研究

张维强  
【摘要】: 本文主要研究了小波和神经网络在模拟电路故障诊断中的应用,另外,还讨论了Hilbert-Huang变换及其在语音去噪中的应用。所做的主要工作包括: 1.实际模拟电路中含有大量的噪声,这为故障诊断带来了一定的困难,针对这种现象,对小波去噪算法进行了研究。深入讨论了Donoho和Johnstone提出的阈值去噪算法,分析了软、硬阈值函数的特点,提出了基于一种新的阈值函数的去噪算法,仿真实验的结果表明了新阈值函数的有效性。 2.研究了模拟电路的输出信号各频率成份能量的变化情况和电路元器件发生故障情况的关系,提出了一种基于小波包变换的“能量-故障”诊断的新算法,克服了传统的故障诊断中需要知道电路的拓扑结构的不足。仿真实验的结果表明“能量-故障”法可以对电路故障进行分类诊断。 3.提出了基于小波包预处理的神经网络模拟电路故障诊断方法的两种改进方案:最优小波包变换(OWPT)预处理和不完全小波包变换(IWPT)预处理BP神经网络算法。首先对模拟电路的响应信号用这两种方法进行预处理,然后计算预处理后信号各个频段上的归一化能量,把归一化的能量作为训练样本送给BP网络进行训练,有效减少了BP网络的输入节点和隐层节点的个数,从而减小了神经网络的规模,降低了计算的复杂度,加快了网络的训练和收敛速度。仿真实验表明这两种方法能够快速有效的对模拟电路的故障进行诊断和定位。 4.将小波包分析、模糊理论和神经网络有机结合在一起,提出了一种基于小波包特征提取和模糊规则的模拟电路故障诊断的神经网络算法。计算和仿真实验结果表明该方法可以减少网络的训练规模,加快网络的收敛速度,能够为模拟电路故障诊断提供一种新的有效的方法。 5.介绍了Hilbert-Huang变换的基本理论,尤其介绍了EMD分解的步骤,并对HHT变换的有关问题进行了探讨。然后把Hilbert-Huang变换用于语音信号去噪,提出了一种基于HHT变换的信号去噪方法。首先对带噪语音信号作EMD分解,得到各阶IMF分量,然后对高频的IMF分量用类似小波域去噪中的阈值方法进行处理,然后把经过阈值处理的高频IMF分量和低频的IMF进行叠加,得到重构后的信号,即去噪信号。仿真实验表明基于Hilbert-Huang变换的去噪结果优于小波软、硬阈值法的去噪结果,显示了Hilbert-Huang变换在处理非平稳信号中的优越性。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN710

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【引证文献】
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 杜建丽;林振山;张真真;刘会玉;;基于EMD的河北省人口净增量与粮食净增量的相关分析[J];安徽农业科学;2008年15期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 王淑娟,陈博,赵国良;基于小波包变换预处理的模拟电路故障诊断方法[J];电工技术学报;2003年04期
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9 彭敏放;沈美娥;贺建飚;谢宏;何怡刚;;容差电路软故障检测与定位[J];电工技术学报;2009年03期
10 何怡刚;祝文姬;周炎涛;刘美容;;基于粒子群算法的模拟电路故障诊断方法[J];电工技术学报;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 王玲;大规模模拟电路故障诊断理论与方法研究[D];湖南大学;2006年
【二级参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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2 水鹏朗;广义内插小波和递归内插小波理论及应用的研究[D];西安电子科技大学;1998年
3 莫玮;神经网络在自适应均衡中的应用研究[D];西安电子科技大学;2000年
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5 赵瑞珍;小波理论及其在图像、信号处理中的算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
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2 周世官;邱雪娜;;经验模态分解在模拟电路故障诊断中的应用[J];计算机测量与控制;2009年10期
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7 吴喜华;谢利理;葛茂艳;;基于GA-LMBP算法的模拟电路故障诊断方法[J];现代电子技术;2010年04期
8 谢涛;李焕庆;李珩;何怡刚;姚建刚;;神经网络结合信息融合的模拟电路故障诊断[J];电力系统及其自动化学报;2010年04期
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10 刘美华;李建明;周建宇;;基于模拟电路I_(DDT)的小波神经网络故障诊断方法[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2010年04期
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6 王东;刘怀亮;徐国华;张昕;;Littlewood-Paley小流包——神经网络故障诊断系统研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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8 谈才军;黄道;;RBF神经网络在化工过程故障诊断中的应用[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
9 王建成;李宁;吴晓明;;基于CBR的自行火炮故障诊断系统设计[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
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5 陈全东;干式复合“粘边”故障诊断[N];中国包装报;2003年
6 小田;网卡故障诊断[N];中国电脑教育报;2000年
7 见习记者 仝亚娜;孙彦广:冶金故障诊断设备前景广阔[N];机电商报;2005年
8 龚献荣;大型天然气装置实现网络化监测[N];中国化工报;2005年
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1 张维强;小波和神经网络在模拟电路故障诊断中的应用研究[D];西安电子科技大学;2006年
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6 曾良才;板带轧机液压AGC综合测试系统及故障诊断研究[D];武汉理工大学;2005年
7 陈伟根;以油中多种气体为特征量的变压器绝缘在线监测及故障诊断技术研究[D];重庆大学;2003年
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9 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
10 陈军;短信号分析技术及其在故障诊断中的应用[D];武汉理工大学;2003年
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1 厉芸;基于神经网络和遗传算法模拟电路故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
2 胡惟文;模拟电路故障诊断的神经网络实现[D];湖南大学;2005年
3 张庆涛;离心压缩机智能故障诊断方法研究[D];大庆石油学院;2006年
4 周龙;模拟电路故障诊断参数识别方法研究[D];湖南大学;2006年
5 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
6 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
7 仲京臣;基于小波神经网络的故障诊断研究[D];中国海洋大学;2004年
8 高玉萍;基于专家系统与神经网络相结合的电力变压器故障诊断[D];西安理工大学;2005年
9 徐百灵;设备故障诊断的容错神经网络信息融合方法[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 姚年春;基于神经网络的模拟电路故障诊断专家系统研究[D];河海大学;2006年
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