文档介绍：首都师范大学
硕士学位论文
模拟电路智能故障诊断系统的设计与实现
姓名:周晗晓
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:闵子健;袁慧梅
20050501
摘要
随着电子设备复杂程度的提高,对设备的维护和保养也提出了更高的要求。据统计
在电子设备中的故障出在模拟电路,所以对模拟电路板自动测试和智能故障诊断的
任务迫在眉睫。
模拟电路的故障诊断于年代首先在军事工业上开始研究,至今在理论方法和具
体实现上已有了一定的进展,本文在吸取众多模拟电路故障诊断研究成果的基础上结合
当今电子测试技术和人工智能技术的最新成果,对模拟电路板的智能故障诊断系统的组
建和构架及其可行性进行了介绍,开发了智能故障诊断系统的软件平台,通过该平台将
系统的两大功能模块即自动测试模块和故障诊断模块有序的统一到工作环境下,通过将
被测电路板的测试程序加载到软件平台,就可以实现对该电路板的自动测试和故障诊
断。
在模拟电路的智能故障诊断方法方面,,分别介绍了人工智能领域中最热点的技术,
即专家系统和人工神经网络的工作原理及其用于模拟电路故障诊断的优缺点,并进一步
探讨了二者结合的可能性,提出了基于神经网络的专家系统的设计思路以及用于模拟电
路智能故障诊断的实现方案在开发模拟电路的测试程序时,运用了基于神经网络的故
障字典法,并从提高系统综合性能的角度提出了测试程序开发过程中数据冗余性和测试
程序的可维护性的方法及实现手段。
关键词故障诊断自动测试专家系统神经网络
第一章绪论
问题的提出及意义
随着电子丁业的发展,电子设备的复杂性越来越高,据美国的资料显示,即使系统
中的电路板是数字电路,但的故障却出在模拟电路。对这些设备的维修和保
养所投入的经费已超过了原先购置这些设备的投资。因此在工业部门,尤其是军工和航
天上业部门,对这种复杂设备的维修提出了十分迫切的要求,需要组建自动测试系统
,增加故障诊断和故障预报的设备,以减轻维修人员的压力,降低维修和保养的
费用。模拟电路的故障诊断于年代首先在军事工业上开始研究,至今无论在理论方
法上还是在具体实现上上均未完全成熟。
模拟电路板智能故障诊断系统在具体实现上主要包括两大模块自动测试系统
和故障诊断系统。前者是后者工作的前提,是后者能否可靠作的重要保障。
随着计算机技术、电子测试技术以及系统总线技术的发展,物理仪器向虚拟仪器的
转换,使得电路板的白动测试可行性有了可靠保证,计算机软件的发展使得数据采集和
数据处理都能实现程序自动控制,所有这些技术无疑为模拟电路板的智能故障诊断打下
良好的铺垫。
模拟电路由于自身信息的非线性、模糊性和有限测试的限制,使得人们对模拟电路
的故障信息不能够有效获取,尤其是模拟元器件的容差对系统造成的影响程度不能准确
估计,造成故障诊断过程的盲目性和猜测性加大,致使故障定位困难。随着电子技术的
屹速发展,电路复杂程度的提高,维修设备的成本也相继增加,有时甚至要超过设计生
产的成本,一个优秀的维修下程师的成长比一个设计工程师的成长更加任重道远,他除
了须具备一定的理论基础外,还需要丰富的维修经验。面对越来越复杂的电子设各的检
测与维修,对维修和保障部门而言,这无疑是一个艰巨的挑战,所以业界对智能故障诊
断系统的需求越来越迫切。这就需要将人工智能的原理应用到模拟电路板的故障诊断领
域中来。
智能故障诊断系统的研究现状
从国际范围来看,人工智能的研究途径主要有三条。第一,生理学途径,采用仿
生学的方法,模拟动物和人的感官以及大脑的结构和机能,制成神经元模型和脑模型
第二,心理学途径,应用实验心理学方法,总结人们思维活动的规律,用电子计算机进
行心理模拟第二,工程技术途径,研究怎样用电子计算机从功能上模拟人的智能行为。
目前,第二种研究方法发展较快。它也从前两种方法中吸收新的思想,依靠新的启
示扩大自己的成果。故障诊断是人」智能技术施展魅力的一个很有实用价值的上程应用
领域。智能诊断技术是当今学术界的研究热点之一,在专家系统已有较深厚基础的国家
中。已经在机械、电子设备的系统级智能故障诊断中取得了很大的成绩,如年
等人研制的飞行器控制系统监视器和年研制的汽车故障
诊断系统,还有美国宇航局研究中心研制的飞行器故障诊断专家系统
都己达到实际应用的水平。
模拟电路板的智能故障诊断系统是在电路板的自动测试系统发展的基础上开展自
身的研究的,对于电路板级的故障检测与定位,需要维修人员对被测对象有一个更加精
确与全面的认识,但是模拟电路的复杂性与模糊性严重妨碍了维修人员对被测对象的分
析与诊断,这就需要我们借助计算机和电子测试领域的先进技术,