【正文】 各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙 編號(hào)： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電子電路故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) Design of fault diagnosis system for electronic circuit 下屬學(xué)院 理工學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 10 電子信息工程 學(xué) 號(hào) 104173350 姓 名 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 完成日期 201 4 年 4 月 1 日 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《電子電路故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 年 月 日 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 【 摘要 】 目前電子自動(dòng)化的發(fā)展越來越成熟，電子設(shè) 備功能越來 越多 。 一個(gè)小小的故障也會(huì)導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)的巨大損失。 鑒于上述原因， 本文利用 Multisim 仿真軟件建立電路模型，進(jìn)行故障設(shè)定，并提取故障特征值。針對(duì)這些故障類別，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理設(shè)計(jì)了 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然后用 MATLAB 對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練 與測試，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)試，得到的誤差變化曲線基本上符合提出的期望。結(jié)果表明 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法能夠有效的應(yīng)用于模擬電路故障診斷。 【 關(guān)鍵詞 】 故障診斷； BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)； RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；訓(xùn)練；測試 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III Abstract 【 ABSTRACT】 At present, the development of electronic bees more and more automation and the function of electronic also bees more. Little fault will resulst in property . For these reasons, in this paper, the circuit model is established by using Multisim simulation software,then setting faults and extract the fault characteristic. In view of these fault categories,according to the basic principle of neural work to found fault diagnosis system for the structure of BP neural work and RBF neural work. Then the samples are trained and tested by MATLAB and debug in the error change curve is basically consistent with the expected. The results show that the BP neural work and RBF neural work algorithm can be effectively applied to analog circuit fault diagnosis. 【 KEYWORDS】 Fault diagnosis； BP neural work； RBF neural work； trained。 tested 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 1 緒論 .......................................................................1 模擬電路故障診斷研究的背景與意義 ......................................1 模擬電路故障診斷方法的研究現(xiàn)狀 .......................................1 本文主要的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排 .........................................3 本文主要的研究內(nèi)容 ............................................. 3 本文主要的結(jié)構(gòu)安排 ............................................. 3 2 診斷電路和故障特征提取 .....................................................4 模擬電路故障設(shè)定的基本思想 ...........................................4 兩種診斷電路的故障設(shè)定 ...............................................4 SallenKey 低通濾波器 的故障設(shè)定 ................................. 5 四運(yùn)放雙二階高通濾波器的故障設(shè)定 ............................... 8 診斷電路特征向量的提取 ..............................................11 3 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷 .........................................13 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷 ..................................................13 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理 .............................................. 13 BP 網(wǎng)絡(luò)用于故障診斷的基本思想 .................................. 15 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) ....................................................15 訓(xùn)練樣本的獲取及輸入輸出模式的確定 ............................ 16 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) .............................................. 16 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工具箱函數(shù) ........................................ 18 SallenKey 低通濾波器的故障診斷 ......................................20 4 基于 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷 ........................................24 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)概述 ...........................................24 RBF 神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的基本原理 ......................................... 24 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于故障診斷的優(yōu)勢 ................................. 24 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) ...................................................25 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) .................................................... 25 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱函數(shù) ......................................... 26 四運(yùn)放雙二階高通濾波器的故障診斷 .....................................27 5 總結(jié)與展望 .................................................................29 參考文獻(xiàn) ....................................................................31 致謝 ........................................................................32 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 模擬電路故障診斷研究的背景與意義 隨著電子行業(yè)的興盛，智能手機(jī)、筆記本電腦等一些高集成電路產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的生活中，而且戚戚相關(guān)，難以離舍。很明顯，這只是電子技術(shù)革新的開始，目前電子自動(dòng)化的發(fā)展越來 越成熟，電子設(shè)備功能越來越多，其電路集成度也變得更高，這就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)一個(gè)小小的故障也會(huì)導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)的巨大損失以及我們生命的危險(xiǎn)。目前模擬電路的應(yīng)用不光局限于我們個(gè)人電子產(chǎn)品使用中，其廣泛性也已應(yīng)用到軍工、通信、家用電器等各個(gè)方面，特別是隨著集成電路的越發(fā)復(fù)雜，任何一個(gè)元部件和元器件的故障都會(huì)影響整個(gè)全局的功能。最新資料表明，高集成電子設(shè)備的維護(hù)費(fèi)遠(yuǎn)高于其研發(fā)費(fèi)用，這也就要求著我們不能光顧著產(chǎn)品的研發(fā)而忽視了電子設(shè)備的維護(hù)，維護(hù)做不好，研發(fā)工作也只是徒勞。但是往往維護(hù)又是一項(xiàng)巨大的難題，也是亟需解決的問題，我們 必須要開發(fā)出一項(xiàng)優(yōu)越的診斷方法去面對(duì)故障診斷的研究，這樣才能保證設(shè)備系統(tǒng)功能的完整性與可靠性。 所以今日我們的模擬電路的故障診斷絕不能局限于人力，顯然人力也已經(jīng)難以或無法解決模擬電路的故障診斷這一難題?？梢?，模擬電路的故障診斷是電子工業(yè)發(fā)展的一個(gè)迫切需要解決的難題。所以，我們必須要學(xué)會(huì)用智能化的方式去處理解決故障診斷的難題。 模擬電路故障診斷方法的研究現(xiàn)狀 模擬電路故障診斷的研究是從 1970 年開始的，到迄今也有幾十年的歷史，而電路的診斷技術(shù)也越來越成熟，方法也演變的多種多樣。 目前模擬電路故障診斷的 主要任務(wù)有：在已知網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸入激勵(lì)信號(hào)，及由此獲得的故障響應(yīng)，從而來確定模擬電路故障發(fā)生的位置以及元器件的重要參數(shù)。 模擬電路的故障診斷在今年的很長一段時(shí)間里都將是個(gè)難題，目前研究的主題包括故障的檢測、故障的辨識(shí)以及故障的預(yù)測 [1]。故障的檢測是采用獲得的采樣數(shù)據(jù)，電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)來判定系統(tǒng)電路故障發(fā)生位置；故障的辨識(shí)是在已經(jīng)了解到故障的發(fā)生，然后去判斷并且確定故障存在的位置；故障的預(yù)報(bào)表明系統(tǒng)還沒發(fā)生故障假想的故障位置，然后更換易發(fā)故障位置的器件，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。 目前研究的模擬電路故障診斷技術(shù)大 體分為兩大類，一個(gè)是以傳統(tǒng)的人力財(cái)力為基礎(chǔ)電子電路故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 而進(jìn)行的故障診斷，一個(gè)是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主要的插入手段，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引用到模擬電路的故障診斷中，從而獲得準(zhǔn)確率較高的效果。 （ 1）傳統(tǒng)故障診斷技術(shù) 傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)主要分為下述幾種：故障字典法，故障參數(shù)識(shí)別法，故障驗(yàn)證法等幾類 [2]。 故障字典法是指把模擬電路中的所有故障類型全部提取出來，并且將故障的類別與故障的關(guān)系對(duì)應(yīng)起來，構(gòu)成多個(gè)映射，達(dá)到每種類別對(duì)應(yīng)一種關(guān)系。這樣我們在進(jìn)行模擬電路的故障診斷時(shí)只要將故障類別與故障字典中的相應(yīng)關(guān)系對(duì)比即可獲得故障發(fā)生的元件。這種方法 得出的故障分類很準(zhǔn)確，是不錯(cuò)的診斷方法。 故障參數(shù)識(shí)別法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系，輸入激勵(lì)和