論文開題報(bào)告：模擬電路故障診斷的仿真分析研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院：工學(xué)院　　　　　　　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：　電子科學(xué)與技術(shù)(光電方向,泉州)

課題名稱 模擬電路故障診斷的仿真分析研究

1、本課題的的研究目的和意義：

研究目的：
利用電子電路仿真軟件完成對(duì)模擬電路故障診斷的仿真分析研究。
意義：
電子設(shè)備中的電路系統(tǒng)主要分為模擬電路和數(shù)字電路，從理論分析和實(shí)際應(yīng)用表明，模擬電路比數(shù)字電路更易出現(xiàn)故障。據(jù)資料報(bào)道[81，雖然電子設(shè)備中數(shù)字電路超過(guò)80％，但80％以上的故障均來(lái)自模擬電路。同時(shí)隨著大規(guī)模模擬集成電路的發(fā)展，模擬電路的復(fù)雜度和密集度不斷增長(zhǎng)，對(duì)模擬電路運(yùn)行可靠性的要求更為嚴(yán)格。因此對(duì)某些用于重要設(shè)備的電路進(jìn)行故障診斷，也就是對(duì)模擬電路出現(xiàn)故障時(shí)能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)故障進(jìn)行診斷，找出失效元件。同時(shí)也要能進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，也就是對(duì)模擬電路在正常工作時(shí)的響應(yīng)作持續(xù)不斷的監(jiān)測(cè)，以確定哪些件將要失效，以便在模擬電路故障發(fā)生前將那些將要失效的元件替換掉，以避免故障發(fā)生。所有這些，通常的人工診斷技術(shù)已無(wú)法滿足需要，因而模擬電路故障自動(dòng)診斷成為一個(gè)急待要解決的問(wèn)題。
同時(shí)，與數(shù)字電路相比，模擬電路還有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)模擬電路的輸入激勵(lì)和輸出響應(yīng)是連續(xù)量，且故
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比較系統(tǒng)的理論，發(fā)展至今已成為繼網(wǎng)絡(luò)分析和網(wǎng)絡(luò)綜合之后，公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)理論的第三大分支。
1960年R．S．Berkowitz首先提出了關(guān)于模擬電路診斷的可解性概念，指出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱為元件值可解的，當(dāng)且僅當(dāng)它的每個(gè)元件值能夠從其外部端子測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)特性唯一的加以確定，并提出了無(wú)源、線性、集總參數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件值可解性的必要條件。以此拉開了模擬電路故障診斷理論研究的序幕。從上世紀(jì)70年代起，各國(guó)學(xué)者發(fā)表了許多有關(guān)模擬電路故障診斷方面的論文提出了各種不同的原理和方法，并在1979年達(dá)到了一個(gè)高
峰，奠定了模擬電路故障診斷的理論基礎(chǔ)。1979年后，模擬電路故障診斷研究主要朝著更實(shí)用化的多故障診斷方向發(fā)展，因?yàn)槿我夤收显\斷方法要求較多的測(cè)點(diǎn)，并導(dǎo)致較大的計(jì)算量而難以實(shí)用化。1985年Bandlcr J．W．在IEEE上發(fā)表了題為模擬電路故障診斷的特邀文章，對(duì)到當(dāng)時(shí)為止的模擬電路故障診斷的理論作了全面總結(jié)。我國(guó)對(duì)模擬電路故障診斷理論的研究起步較晚。到70年代末才被較多的引起重視，以后的發(fā)展比較快，主要從多故障法和字典法開始起步，主流仍然是研究多故障診斷的方法。
對(duì)于模擬電路的故障診斷，通用的方法是分類診斷法，其理論基礎(chǔ)為模式識(shí)別中的統(tǒng)計(jì)方法和決策理論。對(duì)于模擬電路，其診斷方法的分類一般依據(jù)電路仿真在實(shí)際測(cè)試之前或之后來(lái)劃分。如果對(duì)電路的仿真是在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試之前實(shí)施，則稱為測(cè)前模擬診斷(SBT) ，測(cè)前模擬診斷分為故障字典法和似然法；反之，則稱為測(cè)后模擬診斷(SAT)，測(cè)后模擬診斷主要有元件參數(shù)辨識(shí)法和故障驗(yàn)證法兩種典型方法。
傳統(tǒng)的模擬電路故障診斷方法主要包括：故障字典法、元件參數(shù)辨識(shí)法和故障驗(yàn)證法，這三種方法已經(jīng)成功應(yīng)用于線性系統(tǒng)的工程實(shí)際中，但卻未達(dá)到預(yù)期的效果，如不能解決非線性系統(tǒng)的故障診斷、不能有效的診斷過(guò)故障和軟故障等。并且，在實(shí)際診斷過(guò)程中，由于元器件參數(shù)間的容差以及電路中廣泛存在的非線性問(wèn)題，會(huì)直接影響到診斷技術(shù)的診斷效果，特別是會(huì)導(dǎo)致故障誤報(bào)和診斷方法靈感度降低甚至失靈。
隨著越來(lái)越多的人工智能新理論的出現(xiàn)，人們逐漸意識(shí)到將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能理論用于模擬電路故障診斷領(lǐng)域，將對(duì)模擬電路故障診斷理論和技術(shù)的發(fā)展有著重要的影響。由此產(chǎn)生的現(xiàn)代模擬電路故障診斷技術(shù)，從某種意義上講，形成了這一領(lǐng)域新的研究方向。它部分解決了故障診斷的模糊性和不確定性等傳統(tǒng)方法不能解決的各類問(wèn)題，適用于解決非線性系統(tǒng)的故障診斷中。
目前，常見的人工智能技術(shù)主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、專家系統(tǒng)、模糊理論等。人工智能技術(shù)由于其善于模擬人類處理問(wèn)題的過(guò)程，容易顧及人的經(jīng)驗(yàn)以及具有一定的學(xué)習(xí)能力等特點(diǎn)在模擬電路故障診斷領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由此開發(fā)出的綜合自動(dòng)故障診斷系統(tǒng)，對(duì)于難以建立數(shù)學(xué)模型的電路故障，可實(shí)現(xiàn)故障的快速、準(zhǔn)確定位，使檢修人員對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)更具有全面性、有效性和針對(duì)性。
3、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）和成果形式：

研究?jī)?nèi)容
利用計(jì)算機(jī)仿真軟件建立電路模型，然后通過(guò)matlab或pspice對(duì)電路故障進(jìn)行仿真分析，并提取電路故障特征，從而確定電路故障。
成果形式
以畢業(yè)論文及軟件仿真結(jié)果作為課題研究成果。
4、 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）使用pspice等軟件對(duì)模擬電路進(jìn)行建模；

（2）模擬電路故障的軟件仿真；

（3）模擬電路故障的提取。


5、 研究思路、方法
使用pspice完成電路原理圖繪制、模擬，之后利用Matlab 采用小波包分析或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等故障特征提取方法, 對(duì)電路輸出信號(hào)進(jìn)行故障特征提取，從而確定故障類型。
6、本課題的進(jìn)度安排：

第一周至第三周（2013.2.25¾03.16）：在進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)之余，學(xué)會(huì)查找文獻(xiàn)和搜集與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)材料，熟悉本設(shè)計(jì)的基本要求和任務(wù)書內(nèi)容，并翻譯一篇與本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容相近的英文文獻(xiàn)；學(xué)習(xí)相關(guān)電子電路仿真軟件的使用。
第四周至第五周（2013.03.17¾ 03.31）：對(duì)任務(wù)書的內(nèi)容進(jìn)行深入的理解和研究，清楚所要研究的問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的技術(shù)方法或方案，認(rèn)真和務(wù)實(shí)地撰寫畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的開題報(bào)告,進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)用電子電路仿真軟件進(jìn)行電路仿真和調(diào)試能力的訓(xùn)練。提交開題報(bào)告。
第六周（2013.04.1¾04.07）：接受畢業(yè)設(shè)計(jì)的初期檢查，畢業(yè)設(shè)計(jì)的資料要齊全，包括任務(wù)書、開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì) ……（未完，全文共4700字，當(dāng)前僅顯示2374字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報(bào)告：模擬電路故障診斷的仿真分析研究》）