论文开题报告：模拟电路故障诊断的仿真分析研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：工学院　　　　　　　　　　　　　专业班级：　电子科学与技术(光电方向,泉州)

课题名称 模拟电路故障诊断的仿真分析研究

1、本课题的的研究目的和意义：

研究目的：
利用电子电路仿真软件完成对模拟电路故障诊断的仿真分析研究。
意义：
电子设备中的电路系统主要分为模拟电路和数字电路，从理论分析和实际应用表明，模拟电路比数字电路更易出现故障。据资料报道[81，虽然电子设备中数字电路超过80％，但80％以上的故障均来自模拟电路。同时随着大规模模拟集成电路的发展，模拟电路的复杂度和密集度不断增长，对模拟电路运行可靠性的要求更为严格。因此对某些用于重要设备的电路进行故障诊断，也就是对模拟电路出现故障时能够实时的对故障进行诊断，找出失效元件。同时也要能进行故障预测，也就是对模拟电路在正常工作时的响应作持续不断的监测，以确定哪些件将要失效，以便在模拟电路故障发生前将那些将要失效的元件替换掉，以避免故障发生。所有这些，通常的人工诊断技术已无法满足需要，因而模拟电路故障自动诊断成为一个急待要解决的问题。
同时，与数字电路相比，模拟电路还有如下几个特点：
(1)模拟电路的输入激励和输出响应是连续量，且故
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比较系统的理论，发展至今已成为继网络分析和网络综合之后，公认的网络理论的第三大分支。
1960年R．S．Berkowitz首先提出了关于模拟电路诊断的可解性概念，指出一个网络称为元件值可解的，当且仅当它的每个元件值能够从其外部端子测得的网络特性唯一的加以确定，并提出了无源、线性、集总参数网络元件值可解性的必要条件。以此拉开了模拟电路故障诊断理论研究的序幕。从上世纪70年代起，各国学者发表了许多有关模拟电路故障诊断方面的论文提出了各种不同的原理和方法，并在1979年达到了一个高
峰，奠定了模拟电路故障诊断的理论基础。1979年后，模拟电路故障诊断研究主要朝着更实用化的多故障诊断方向发展，因为任意故障诊断方法要求较多的测点，并导致较大的计算量而难以实用化。1985年Bandlcr J．W．在IEEE上发表了题为模拟电路故障诊断的特邀文章，对到当时为止的模拟电路故障诊断的理论作了全面总结。我国对模拟电路故障诊断理论的研究起步较晚。到70年代末才被较多的引起重视，以后的发展比较快，主要从多故障法和字典法开始起步，主流仍然是研究多故障诊断的方法。
对于模拟电路的故障诊断，通用的方法是分类诊断法，其理论基础为模式识别中的统计方法和决策理论。对于模拟电路，其诊断方法的分类一般依据电路仿真在实际测试之前或之后来划分。如果对电路的仿真是在现场测试之前实施，则称为测前模拟诊断(SBT) ，测前模拟诊断分为故障字典法和似然法；反之，则称为测后模拟诊断(SAT)，测后模拟诊断主要有元件参数辨识法和故障验证法两种典型方法。
传统的模拟电路故障诊断方法主要包括：故障字典法、元件参数辨识法和故障验证法，这三种方法已经成功应用于线性系统的工程实际中，但却未达到预期的效果，如不能解决非线性系统的故障诊断、不能有效的诊断过故障和软故障等。并且，在实际诊断过程中，由于元器件参数间的容差以及电路中广泛存在的非线性问题，会直接影响到诊断技术的诊断效果，特别是会导致故障误报和诊断方法灵感度降低甚至失灵。
随着越来越多的人工智能新理论的出现，人们逐渐意识到将神经网络等智能理论用于模拟电路故障诊断领域，将对模拟电路故障诊断理论和技术的发展有着重要的影响。由此产生的现代模拟电路故障诊断技术，从某种意义上讲，形成了这一领域新的研究方向。它部分解决了故障诊断的模糊性和不确定性等传统方法不能解决的各类问题，适用于解决非线性系统的故障诊断中。
目前，常见的人工智能技术主要包括神经网络、小波变换、专家系统、模糊理论等。人工智能技术由于其善于模拟人类处理问题的过程，容易顾及人的经验以及具有一定的学习能力等特点在模拟电路故障诊断领域得到了广泛的应用。由此开发出的综合自动故障诊断系统，对于难以建立数学模型的电路故障，可实现故障的快速、准确定位，使检修人员对问题的认识更具有全面性、有效性和针对性。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

研究内容
利用计算机仿真软件建立电路模型，然后通过matlab或pspice对电路故障进行仿真分析，并提取电路故障特征，从而确定电路故障。
成果形式
以毕业论文及软件仿真结果作为课题研究成果。
4、 拟解决的关键问题

（1）使用pspice等软件对模拟电路进行建模；

（2）模拟电路故障的软件仿真；

（3）模拟电路故障的提取。


5、 研究思路、方法
使用pspice完成电路原理图绘制、模拟，之后利用Matlab 采用小波包分析或神经网络等故障特征提取方法, 对电路输出信号进行故障特征提取，从而确定故障类型。
6、本课题的进度安排：

第一周至第三周（2013.2.25¾03.16）：在进行毕业实习之余，学会查找文献和搜集与毕业设计相关材料，熟悉本设计的基本要求和任务书内容，并翻译一篇与本毕业论文（设计）内容相近的英文文献；学习相关电子电路仿真软件的使用。
第四周至第五周（2013.03.17¾ 03.31）：对任务书的内容进行深入的理解和研究，清楚所要研究的问题，提出解决问题的技术方法或方案，认真和务实地撰写毕业论文(设计)的开题报告,进一步加强应用电子电路仿真软件进行电路仿真和调试能力的训练。提交开题报告。
第六周（2013.04.1¾04.07）：接受毕业设计的初期检查，毕业设计的资料要齐全，包括任务书、开题报告、毕业设计 ……（未完，全文共4700字，当前仅显示2374字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：模拟电路故障诊断的仿真分析研究》）