基于遺傳算法、小波與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法.pdf

1、模擬電路故障診斷理論和方法的研究是目前研究的一項熱門課題。隨著現(xiàn)代化電子技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和結(jié)構(gòu)日趨功能化和模塊化，研究如何運用現(xiàn)代診斷技術(shù)從大規(guī)模容差電路中準確地診斷出存在故障的子電路和元件，成為實際工程迫切需要解決的課題，也是模擬電路故障診斷理論和方法走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。 小波理論的出現(xiàn)和發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和方法的日益成熟，利用小波進行故障信號的分析和處理以及用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進行故障診斷，已成為熱門的研究課題，大量的研

2、究成果表明，它們?yōu)槟M電路的故障診斷提供了新的途徑。 本文以遺傳算法、小波分析、數(shù)據(jù)融合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論為基礎(chǔ)，深入研究了基于遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法，并介紹了作者的研究成果“基于DSP、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的混合信號電路與機電系統(tǒng)測試儀”的軟硬件設(shè)計及實現(xiàn)。本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面： (1)對模擬電路故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進行了研究。在分析和闡述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷模擬電路故障的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上，研

3、究了BP網(wǎng)絡(luò)診斷模擬電路故障的方法。針對BP網(wǎng)絡(luò)易收斂于“局部最小值”這一缺陷，提出了BP網(wǎng)絡(luò)的改進模型，并把優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡(luò)用于模擬電路故障診斷。并在此基礎(chǔ)上提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模模擬電路故障診斷的撕裂法和交叉撕裂搜索法。 (2)針對現(xiàn)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法的缺陷，提出了一種基于數(shù)據(jù)融合D-S證據(jù)理論的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電路故障診斷方法。該方法利用多源信息間的冗余性與互補性和D-S證據(jù)理論對不確定信息融合的魯棒性，有機集成并應(yīng)用BP

4、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)良的分類能力，提高了電路的可測性和診斷方法的準確性與適用性，且該方法對電路的拓撲結(jié)構(gòu)要求相對較低，測后計算量很小。 (3)對小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法進行了研究。根據(jù)小波變換的基本原理，構(gòu)造小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該方法分兩種情況，一種是利用小波具有良好時頻局部特性，將小波作為模擬電路故障信號的預(yù)處理器，并將處理后的特征信號作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入樣本進行訓(xùn)練，從而對模擬電路進行故障診斷，識別各種故障類型；另一種是用小波基函數(shù)代替

5、傳統(tǒng)BP網(wǎng)絡(luò)中的激勵函數(shù)構(gòu)造BP小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后用它來診斷模擬電路的故障。 (4)對遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法進行了研究?；趥鹘y(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法普遍存在網(wǎng)絡(luò)收斂慢、易限于局部最優(yōu)等缺陷。本文提出了一種遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對模擬電路故障診斷的新方法。與傳統(tǒng)的普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比較，這種方法給出的遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)既包括網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的修正，也包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其它一些參數(shù)的調(diào)整。這種方法對模擬電路的故障診斷的準確率有