【摘要】：模擬電路故障診斷一直是研究熱點(diǎn),當(dāng)前對(duì)該領(lǐng)域的研究已經(jīng)很深入,但是解決元件容差影響和多故障隔離的方法依然欠缺。鑒于此,為了提高故障診斷的準(zhǔn)確率,本文基于復(fù)數(shù)域模型,對(duì)模擬濾波電路電子元件進(jìn)行故障建模,研究了多頻診斷方法,帶容差的單故障診斷,基于遺傳算法的測(cè)點(diǎn)頻率優(yōu)選以及多故障診斷問(wèn)題。具體工作如下:1)建立模擬濾波電路故障元件的復(fù)數(shù)域模型�；陔娐贩治隼碚撏茖�(dǎo)復(fù)數(shù)域模型。激勵(lì)信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)正弦波,在Pspice軟件中配置其故障參數(shù)掃描域,進(jìn)行參數(shù)掃描,跟蹤輸出電壓的實(shí)部和虛部分量,MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到復(fù)數(shù)域上的故障模型,存儲(chǔ)特征信息完成仿真建模,有相同輸出特征的元件構(gòu)成一個(gè)模糊組。2)多頻診斷方法研究。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)建立圓模型是從二元二次方程中得到,因此在復(fù)數(shù)域上兩個(gè)故障圓模型確定的曲線(xiàn)可能產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn),一個(gè)表示電路無(wú)故障,另一個(gè)稱(chēng)作混疊點(diǎn)。因電路的特征函數(shù)H(jω)受ω影響,不同的頻率下輸出的位點(diǎn)不同,從而消除混疊問(wèn)題�；诖�,以鋸齒波信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào),對(duì)輸入和輸出信號(hào)分別作傅里葉變換展開(kāi)成多個(gè)頻率下的正弦波,得到不同頻率下的傳輸特征,實(shí)現(xiàn)多頻診斷。一個(gè)頻率下存在混疊的曲線(xiàn),可在另一個(gè)頻率下區(qū)分開(kāi)。3)容差影響下的單故障診斷研究。在進(jìn)行多頻診斷過(guò)程中,考慮容差影響的情況下,增加了故障診斷的模糊性,故障分類(lèi)結(jié)果不便于可視化,因此引入支持向量機(jī)進(jìn)行故障分類(lèi)。多頻診斷可同時(shí)獲取該測(cè)點(diǎn)下不同頻率的故障響應(yīng)特征,增加了故障特征信息的維度,可提高故障分類(lèi)精度。4)基于遺傳算法的測(cè)點(diǎn)優(yōu)選和多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化。在模擬電路故障診斷領(lǐng)域,通過(guò)提取測(cè)點(diǎn)的頻率特征研究電路的可測(cè)性,提高故障診斷效率。但并非所有的測(cè)點(diǎn)和頻率都有效,且實(shí)際上受電路的復(fù)雜程度影響可用測(cè)點(diǎn)數(shù)較少,需要提出選擇方法。本文研究基于遺傳算法做單目標(biāo)優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化,即實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)優(yōu)選和測(cè)點(diǎn)頻率聯(lián)合優(yōu)選,以保證提取最優(yōu)故障特征,使得故障分類(lèi)的精度最高。5)多故障診斷研究�，F(xiàn)有的多故障診斷方法,如:節(jié)點(diǎn)電壓增量法,小波與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法,k均值模糊聚類(lèi)等。本文基于復(fù)模型,故障診斷數(shù)目與測(cè)點(diǎn)的關(guān)系為:n(+1)(n表示測(cè)點(diǎn)數(shù)目,m表示故障數(shù)目),診斷雙故障至少需要2個(gè)測(cè)點(diǎn),可同時(shí)獲取四維故障特征,提高了故障分辨率。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP18;TN710
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 復(fù)數(shù)域模型模擬濾波電路故障診斷的主要工作是在已知電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、激勵(lì)信號(hào)和故狀態(tài)響應(yīng)情況下，完成對(duì)故障元件的定位和隔離[2]。以往的診斷方法大多以單一故障特征作為診斷指標(biāo)，進(jìn)行故障定位，容易造成故障診斷模糊。本文采用的復(fù)域建模方法，激勵(lì)信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，在某一固定頻率下，分析待測(cè)電路的響應(yīng)且正弦波激勵(lì)的電路響應(yīng)也是正弦信號(hào)，得到輸入輸出信號(hào)的幅值比和相位差，單測(cè)點(diǎn)單頻率下可同時(shí)獲取兩個(gè)故障特征。由仿真實(shí)驗(yàn)得到每個(gè)潛在故障元件故障特征，在復(fù)數(shù)域上匯成一條曲線(xiàn)作為故障字典，為后期的故障診斷做準(zhǔn)備。2.1 復(fù)數(shù)域建模機(jī)理a b

第二章 復(fù)數(shù)域模型虛部跟蹤之后的曲線(xiàn)。Pspice 還具備數(shù)據(jù)保存功能，將仿真生成的數(shù)據(jù)保存到文本文件中。選擇工具欄的“File”下的“Export”，將仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)出，導(dǎo)出格式為“CommaSeparated File (csv file)”，然后點(diǎn)擊確定保存。最后由 MATLAB 進(jìn)行分析處理。2.3.2 故障特征提取模擬濾波電路系統(tǒng)是模擬電路中很常見(jiàn)的功能模塊，因此研究濾波電路的故障診斷方法有重要意義。本文通過(guò)提取模擬濾波電路的頻率特征作為故障特征，研究濾波電路的工作狀態(tài)。下面以二階托馬斯濾波電路為例，來(lái)說(shuō)明如何提取頻率特征建立復(fù)數(shù)域模型。如圖 2-2 所示，激勵(lì)信號(hào)為 5V，1kHz 標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，圖中t為輸出測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置放置電壓探針便于測(cè)量輸出電壓信號(hào)。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文虛部構(gòu)成的二維平面上是一段圓�。ㄒ�?yàn)閷?shí)際電路中阻值不可能為負(fù)）。假設(shè)輸入正弦信號(hào)表示為 = ∠ ，其中 表示幅值， 表示初始相位，設(shè)輸入信號(hào)的 = 0。假設(shè)有輸出信號(hào) = ∠ ，則電路基于復(fù)模型的故障特征可以表示為：= ∠( ) (2-17)令 = B，根據(jù)歐拉公式上式可表示為：= cos + sin (2-18)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2745634