論文開題報告：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)開題報告
學(xué)院：工學(xué)院　　　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：　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)資料報道[81，雖然電子設(shè)備中數(shù)字電路超過80％，但80％以上的故障均來自模擬電路。同時隨著大規(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，對模擬電路運行可靠性的要求更為嚴(yán)格。因此對某些用于重要設(shè)備的電路進行故障診斷，也就是對模擬電路出現(xiàn)故障時能夠?qū)崟r的對故障進行診斷，找出失效元件。同時也要能進行故障預(yù)測，也就是對模擬電路在正常工作時的響應(yīng)作持續(xù)不斷的監(jiān)測，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)已無法滿足需要，因而模擬電路故障自動診斷成為一個急待要解決的問題。
同時，與數(shù)字電路相比，模擬電路還有如下幾個特點：
(1)模擬電路的輸入激勵和輸出響應(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，指出一個網(wǎng)絡(luò)稱為元件值可解的，當(dāng)且僅當(dāng)它的每個元件值能夠從其外部端子測得的網(wǎng)絡(luò)特性唯一的加以確定，并提出了無源、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年達到了一個高
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用化的多故障診斷方向發(fā)展，因為任意故障診斷方法要求較多的測點，并導(dǎo)致較大的計算量而難以實用化。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，對到當(dāng)時為止的模擬電路故障診斷的理論作了全面總結(jié)。我國對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)為模式識別中的統(tǒng)計方法和決策理論。對于模擬電路，其診斷方法的分類一般依據(jù)電路仿真在實際測試之前或之后來劃分。如果對電路的仿真是在現(xiàn)場測試之前實施，則稱為測前模擬診斷(SBT) ，測前模擬診斷分為故障字典法和似然法；反之，則稱為測后模擬診斷(SAT)，測后模擬診斷主要有元件參數(shù)辨識法和故障驗證法兩種典型方法。
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)辨識法和故障驗證法，這三種方法已經(jīng)成功應(yīng)用于線性系統(tǒng)的工程實際中，但卻未達到預(yù)期的效果，如不能解決非線性系統(tǒng)的故障診斷、不能有效的診斷過故障和軟故障等。并且，在實際診斷過程中，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題，會直接影響到診斷技術(shù)的診斷效果，特別是會導(dǎo)致故障誤報和診斷方法靈感度降低甚至失靈。
隨著越來越多的人工智能新理論的出現(xiàn)，人們逐漸意識到將神經(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題的過程，容易顧及人的經(jīng)驗以及具有一定的學(xué)習(xí)能力等特點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)出的綜合自動故障診斷系統(tǒng)，對于難以建立數(shù)學(xué)模型的電路故障，可實現(xiàn)故障的快速、準(zhǔn)確定位，使檢修人員對問題的認(rèn)識更具有全面性、有效性和針對性。
3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：

研究內(nèi)容
利用計算機仿真軟件建立電路模型，然后通過matlab或pspice對電路故障進行仿真分析，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)鍵問題

（1）使用pspice等軟件對模擬電路進行建模；

（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, 對電路輸出信號進行故障特征提取，從而確定故障類型。
6、本課題的進度安排：

第一周至第三周（2013.2.25¾03.16）：在進行畢業(yè)實習(xí)之余，學(xué)會查找文獻和搜集與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)材料，熟悉本設(shè)計的基本要求和任務(wù)書內(nèi)容，并翻譯一篇與本畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容相近的英文文獻；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）：對任務(wù)書的內(nèi)容進行深入的理解和研究，清楚所要研究的問題，提出解決問題的技術(shù)方法或方案，認(rèn)真和務(wù)實地撰寫畢業(yè)論文(設(shè)計)的開題報告,進一步加強應(yīng)用電子電路仿真軟件進行電路仿真和調(diào)試能力的訓(xùn)練。提交開題報告。
第六周（2013.04.1¾04.07）：接受畢業(yè)設(shè)計的初期檢查，畢業(yè)設(shè)計的資料要齊全，包括任務(wù)書、開題報告、畢業(yè)設(shè)計 ……（未完，全文共4700字，當(dāng)前僅顯示2374字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：模擬電路故障診斷的仿真分析研究》）