基于云模型理论模拟电路故障分类诊断的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学博士学位论文论文题目基于云模型理论的模拟电路故障分类诊断的研究论文作者：刘琦学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：赵红东职称：教授2013年11月资助基金项目：河北省自然科学基金项目（编号：F2013202256）万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheDoctorDegreeofMicroelectronicsandSolidStateElectronicsRESEARCHOFANALOGCIRCUITSFAULTCLAS

2、SIFICATIONANDDIAGNOSISBASEDONCLOUDMODELTHEORYbyLiuQiSupervisor:Prof.ZhaoHongdongNovember2013ThisworksupportedbytheHebeiProvinceNaturalScienceFoundationofChina.No.F2013202256.万方数据原创性声明本人人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及

3、的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据摘要随着集成电路的规模增加，电

4、路的故障诊断自上世纪60年代以来一直成为研究者关注的热门话题之一。本文主要围绕模拟电路故障特征提取与选择、故障分类诊断及可测性设计之测点选择等研究内容展开。涉及基于云的故障样本的产生方法、模拟电路软故障概念诊断、基于云模糊组的故障字典测点选择方法等理论和实际问题的研究。本文的主要研究工作及成果包括：(1)提出基于云的故障样本的产生方法。针对模拟电子电路故障分类中故障特征提取问题和故障样本的样本分布特点，本文提出了两种基于云模型的模拟电路故障样本的产生方法，即故障云特征值样本和故障云模拟样本。故障云特征值样本的产生方法利用云模型的统计特性以原始故障样本对应的云特征值作为训练和

5、测试样本，可以起到过滤噪声、避免样本与测试数据之间的误差问题。而故障云模拟样本的产生方法是以原始故障样本对应的云特征值，利用正向云算法重新构造一定数量的新样本，适用于训练样本数目较少或在特定情况下难以获得仿真样本的情况。将产生的两种样本设计神经网络的结构并进行训练、分析，实现故障诊断。实验表明，上述两种故障样本的产生方法在模拟电路测试与故障诊断中取得了较好的效果。(2)提出基于云模型理论定性概念表示的软故障概念诊断模型。针对模拟电路故障诊断方法中不能对软故障对应的故障状态完整表述的问题，本文提出了一种基于云模型理论定性概念表示的故障概念诊断模型。该诊断模型采用云变换方法对多

6、个测点电压区间进行概念软划分表示，生成由云模型特征值表示的测点电压原子概念，并将其提升至便于理解的测点电压定性概念，生成与故障元件参数范围关联且基于多个测点电压定性概念组合的故障类别概念表，最后依据此表完成基于概念形式化表示的故障状态的完整描述及模拟电路软故障的分类与诊断。(3)提出基于云模糊组的模拟电路故障字典测点选择方法。在基于故障字典技术的测点选择方法中，针对在构建整数编码故障字典过程中模糊组的划分规则“硬划分”的问题，本文利用云变换、相似云等云模型理论，提出基于云模糊组的整数编码故障字典方法进行测点选择。该方法将测点选择时所采用整数编码故障字典涉及的模糊组划分依据由

7、绝对的定量数值转换为相对的定性概念，实现利用云模型相似云算法进行模糊组编号概念隶属判定构造云模糊组整数编码故障字典的测点选择方法。该方法充分考虑了模拟电路故障状态的模糊性、随机性等不确定性因素，弥补了模糊组“0.7V”主观硬划分的缺陷。万方数据关键字：模拟电路特征提取故障诊断故障字典测点选择云模型万方数据ABSTRACTWiththeincreasingscaleofintegratedcircuits,circuitfaultdiagnosishasbeenahottopicofconcerntoinvestig