基于小波神经网络的大规模模拟电路故障诊断方法研究

摘要

随着当代科学技术的飞速发展，模拟集成电路的网络规模日益扩大，导致了电路的故障类型多样性和测试节点可及性等问题，从而增大了元件级故障定位的难度，同时因为电路模块化程度的不断提高，电路元件级故障诊断的必要性随之不断降低，因此大规模电路故障诊断的研究重点逐渐转为对模块级故障诊断的理论和方法的研究。
　　 经过多年的研究发展，小波分析、神经网络方法、网络撕裂法以及交叉撕裂搜索法等已被有效的应用于大规模电路的故障诊断中来，并取得了一定的成果。其中，网络撕裂与神经网络相结合的故障诊断方法避免了故障信息量多以致无法准确进行故障定位以及诊断速率慢等问题，为大规模电路的故障诊断研究开辟了一条新的有效途径，具有重大的研究意义。
　　 本文首先概述了模拟电路故障的分类和诊断方法，重点阐述了神经网络方法在电路故障诊断中的应用，探讨了小波分析与神经网络相结合的小波神经网络用于模拟电路故障诊断的设计方法。然后，研究了应用于大规模电路的网络撕裂法、逐级撕裂法、支路撕裂法和交叉撕裂搜索法等多种撕裂方法，并对其优缺点进行了分析。最后，在此基础上，着重提出了一种组团撕裂法与改进型小波神经网络相结合的大规模模拟电路故障诊断新方法，此方法是将大规模模拟电路按照拓扑特性和组团撕裂准则进行组团撕裂，得到低维度的故障特征向量，再利用改进型小波神经网络的高度并行分类处理能力，选用具有快速收敛特性的小波函数作为其隐含层传递激发函数，实现故障特征向量的快速分类并结合组团撕裂的逻辑诊断最终得出诊断结果。诊断实例表明，这种针对大规模电路的故障诊断方法具有测前工作量小、诊断次数与计算量少、对多故障检测能力强以及工程实用性广泛等特点。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的研究背景与意义

1．2 模拟电路故障诊断方法国内外研究现状

1．3 小波神经网络理论的发展现状

1．4 大规模网络故障诊断研究现状

1．5 本论文所做的工作

第2章 模拟电路故障诊断的典型方法

2．1 模拟电路的故障分类及其基本诊断方法

2．1．1 模拟电路故障的分类

2．1．2 故障诊断的基本方法

2．2 神经网络基本理论

2．3 模拟电路故障诊断中的神经网络方法

2．5 本章小结

第3章 小波神经网络在模拟电路故障诊断中的应用

3．1 小波分析理论

3．2 小波神经网络方法

3．2．1 小波神经网络方法概述

3．2．2 小波分析预处理与神经网络结合的故障诊断方法

3．2．3 紧致型小波神经网络的故障诊断方法

3．3 诊断实例

3．4 本章小结

第4章 基于网络撕裂的大规模电路故障诊断

4．1 网络撕裂法

4．2 子网络故障诊断方法

4．2．1 支路撕裂法

4．2．2 交叉撕裂搜索法

4．3 实例仿真

4．4 本章小结

第5章 基于WNN与组团撕裂法的大规模网络故障诊断

5．1 组团撕裂法

5．2 改进型小波神经网络

5．3 实例仿真

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)