基于分形理论的模拟电路故障诊断研究

发布时间：2017-04-07 23:13

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【摘要】：模拟电路广泛地应用于各行各业,成为当今科技发展的重要元素,由于模拟电路具有非线性、连续性和容差等性质,但是伴随其体积日趋变小,集成化日趋增大,使得对模拟电路进行故障诊断的难度越来越大。针对模拟电路大规模的发展以及可及节点减少的现状,现有方法在有些情况下对模拟电路进行故障特征提取仍很不理想并且存在较多的相似性,不能深入且全面的对故障特征进行表征,基于这一现实,本文利用分形理论对模拟电路进行故障诊断。其中,分形维数可以有效的度量电路的故障特征、识别电路的故障状态。本文以分形理论为基础,主要围绕分形维数和分形故障诊断方法两个方面展开研究。针对现有方法存在较多相似性的问题,分别采用分形盒子维数和信息维数对模拟电路故障进行特征提取,给出了基于盒子维数、信息维数的电路特征及对应获取电路分形参数的方法。针对盒子维数和信息维数不能从不同角度、不同层次反映模拟电路的故障状态,采用多重分形理论对模拟电路进行故障诊断,通过多重分形谱对故障特征进行提取及相应的故障诊断方法。本文由浅入深给出了三种基于分形理论的电路特征,掌握了获取电路分形参数的方法及相应的故障诊断方法,并对典型电路进行了仿真,结果证明该故障诊断方法是可行的。为模拟电路的故障诊断提供了思路,具有一定的理论意义和实用价值。
【关键词】：模拟电路 故障诊断 分形理论 分形维数 分形特征 多重分形
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN710
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 模拟电路故障诊断研究的背景及意义10
• 1.2 模拟电路故障诊断的发展历程10-11
• 1.3 模拟电路故障及诊断11-14
• 1.3.1 模拟电路故障分类11-12
• 1.3.2 模拟电路故障诊断方法12-14
• 1.4 模拟电路故障诊断研究现状14-16
• 1.4.1 国外研究现状14-15
• 1.4.2 国内研究现状15-16
• 1.5 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 分形及分形维数在模拟电路故障诊断中的初探17-24
• 2.1 分形理论概述17-19
• 2.1.1 分形的特性17-18
• 2.1.2 分形的分类18
• 2.1.3 分维及其性质18-19
• 2.2 分形维数计算方法简述19-21
• 2.2.1 盒子维数19-20
• 2.2.2 信息维数20
• 2.2.3 关联维数20-21
• 2.3 关键参数的分析21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 分形理论在模拟电路故障诊断中的研究24-31
• 3.1 信号预处理与分形特征提取24-27
• 3.1.1 分形盒维数25
• 3.1.2 模拟电路分形特征提取算法25-27
• 3.2 以分形特征为输入量的故障诊断方法27-28
• 3.2.1 分形维数隶属度的计算27
• 3.2.2 神经网络数据处理步骤27-28
• 3.3 诊断实例28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 基于信息维数的模拟电路故障诊断实例31-39
• 4.1 信息分形理论基础31-33
• 4.2 信息维数33-34
• 4.3 信息分形分析图例34
• 4.4 信息分形诊断方法34-38
• 4.4.1 样本分形维数的推演34-36
• 4.4.2 样本分形特征值计算简述36
• 4.4.3 信息分形诊断模拟实例36-38
• 4.5 本章小结38-39
• 第5章 基于多重分形在模拟电路故障诊断中的研究39-47
• 5.1 多重分形概述39-40
• 5.2 多重分形谱的小波计算方法40-41
• 5.3 电路故障诊断的动态电流多重分形分析41-42
• 5.3.1 动态电流信号多重分形谱的计算41-42
• 5.3.2 多重分形谱故障诊断算法步骤42
• 5.4 基于多重分形理论的仿真验证42-46
• 5.4.1 仿真工具和MOS模型42-43
• 5.4.2 仿真电路43
• 5.4.3 仿真验证和性能分析43-46
• 5.5 本章小结46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-51
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文51-52
• 致谢52

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本文编号：291539