基于故障字典技术的模拟电路故障诊断系统设计

发布时间：2021-05-26 16:50

　　随着电子信息时代的高速发展,电子设备中的晶体管和大规模集成电路也得到了迅猛的发展,这种高速的发展方式使得集成电路其更加的小型化,测试和检测的难度也越来越大,所产生的费用也越来越高。虽然在当前大部分的集成电路都是由数字电路组成,但是基本上集成电路中都存在模拟电路,特别是在某些领域集成电路可能全由模拟电路组成。相比于数字电路的故障诊断,模拟电路的故障诊断就难得多,主要原因是数字电路损坏时,相应的引脚要么输出高电平,要么输出低电平;而模拟电路则不同,即使某个元器件坏了,在输出端口也会有模拟信号,且可能信号的变化不是特别明显。针对这个问题,当前主要研究的方法分为测试前仿真和测试后仿真两种。本文基于测试前仿真的方法,深入细致的研究了使用故障字典技术进行模拟电路故障诊断的问题,首先给出了使用故障字典技术的过程中需要解决的问题——测点选择,并介绍了当前几种典型的处理方法:基于信息熵的方法、基于图搜索的方法、基于遗传算法的方法和基于粒子群算法的方法,并结合了电路仿真实验和统计实验分析了以上算法的优缺点,然后在此基础上将人工免疫算法引入测点选择问题,仿真实验表明在测点选择问题中,人工免疫算法不仅能够找到... 

【文章来源】：西南石油大学四川省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要内容及结构安排
第2章 模拟电路故障字典技术测点选择问题
    2.1 整数编码表
        2.1.1 故障电压采集
        2.1.2 模糊分组
        2.1.3 整数编码表
    2.2 故障字典技术测点选择问题
    2.3 本章小节
第3章 模拟电路故障字典技术测点选择研究
    3.1 典型的测点选择方案
        3.1.1 基于信息熵的方法
        3.1.2 基于图搜索的方法
        3.1.3 遗传算法
        3.1.4 粒子群算法
        3.1.5 电路仿真实验
        3.1.6 统计实验
    3.2 人工免疫克隆选择算法
        3.2.1 初始抗体群
        3.2.2 抗体亲和度计算
        3.2.3 克隆复制
        3.2.4 抗体变异
        3.2.5 抗体记忆
        3.2.6 算法实现步奏
        3.2.7 算法收敛性
    3.3 仿真试验和分析
        3.3.1 电路实验
        3.3.2 统计实验
    3.4 本章小结
第4章 故障诊断系统硬件设计
    4.1 系统硬件框图
    4.2 电源电路
    4.3 加法电路
    4.4 复位和操作BUTTON
    4.5 SRAM
    4.6 TFT-LCD
    4.7 系统PCB和待诊断电路设计
    4.8 本章小结
第5章 故障诊断系统软件设计与测试
    5.1 嵌入式实时操作系统UC/OS-Ⅱ
        5.1.1 UC/OS-Ⅱ任务管理
        5.1.2 任务的调度
        5.1.3 UC/OS-Ⅱ时间管理
        5.1.4 故障诊断系统在UC/OS-Ⅱ中的设置
    5.2 STEMWIN系统界面设计
        5.2.1 初始界面
        5.2.2 电路选择界面
        5.2.3 波形和结果显示界面
    5.3 FFT在故障电压信号获取中的应用
        5.3.1 离散傅立叶变换DFT
        5.3.2 快速傅立叶变换FFT
        5.3.3 FFT实验
    5.4 相关系数在模拟电路故障诊断中的应用
    5.5 故障诊断系统测试
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
附录
    一、PCB原理图
    二、MC/OS-Ⅱ部分代码
    三、FFT部分代码
    四、STEMWIN部分代码


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工免疫算法的故障字典技术测点选择[J]. 邓勇,孙虎.  控制与决策. 2017(05)
[2]基于相关分析的非线性模拟电路参数型故障诊断方法[J]. 邓勇,师奕兵.  控制与决策. 2011(09)
[3]Soft Fault Diagnosis of Analog Circuit Based on Particle Swarm Optimization[J]. Long-Fu Zhou, Yi-Bing Shi, and Wei Zhang School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731, China.  Journal of Electronic Science and Technology of China. 2009(04)
[4]基于分布式人工免疫算法的数值优化[J]. 戚玉涛,刘芳,焦李成.  电子学报. 2009(07)
[5]2008年度嵌入式应用调查报告[J]. 王莹,何小庆.  电子产品世界. 2009(01)
[6]模拟集成电路参数型故障定位方法[J]. 谢永乐,李西峰.  半导体学报. 2008(03)
[7]基于量子克隆优化的SAR图像分类[J]. 马文萍,焦李成,张向荣,李阳阳.  电子学报. 2007(12)
[8]模拟VLSI测试的小波滤波器组方法[J]. 谢永乐.  计算机辅助设计与图形学学报. 2007(11)
[9]多层感知机在模拟/混合电路故障诊断中的应用[J]. 王承,陈光,谢永乐.  仪器仪表学报. 2005(06)
[10]模拟集成电路的测试节点选择[J]. 孙秀斌,陈光（?）,谢永乐.  电子与信息学报. 2004(04)



本文编号：3206717