基于退化特征分析的模擬電路剩余有效性能預(yù)測方法研究
發(fā)布時間:2021-10-09 08:35
隨著電子工程技術(shù)的發(fā)展,各種模擬電路在電子系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。伴隨著電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的日益復(fù)雜,其可靠性的要求也日益增加。因此,迫切需要提前預(yù)知電子系統(tǒng)的故障風(fēng)險,從而進行理想的基于狀態(tài)監(jiān)測的視情維修,更好的保證設(shè)備使用中的可靠性,避免潛在危險的發(fā)生。目前,模擬電路的故障預(yù)診斷和其壽命的預(yù)測方向已成為了電子系統(tǒng)健康管理PHM(Prognostics and Health Management:PHM)技術(shù)研究中的熱點,國內(nèi)外學(xué)者對PHM技術(shù)的研究還處于研究探索階段,由于現(xiàn)階段物理學(xué)、材料學(xué)和化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的研究極限,電子系統(tǒng)的PHM技術(shù)面臨著諸多挑戰(zhàn),許多關(guān)鍵技術(shù)難題仍需深入研究和探討。鑒于此,論文針對電子系統(tǒng)PHM技術(shù)面臨的信號退化特征參數(shù)獲取及性能退化趨勢預(yù)測的核心難題,從電子系統(tǒng)的退化特征參數(shù)提取、個體電路系統(tǒng)或電子產(chǎn)品的實時可靠性預(yù)測需求和電子系統(tǒng)退化過程中含有奇點信號擾動的間歇性故障預(yù)測問題等三個方面開展研究,提出了相對應(yīng)的基于卡爾曼濾波的噪聲輔助技術(shù)預(yù)測方法、噪聲輔助技術(shù)和貝葉斯估計方法相結(jié)合的實時可靠性預(yù)測方法和基于樣條函數(shù)以及粒子群優(yōu)化的加權(quán)隱馬爾可夫的預(yù)...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 論文研究背景
1.2 電子系統(tǒng)PHM技術(shù)研究的目的與意義
1.2.1 故障預(yù)測與健康管理技術(shù)(PHM)
1.2.2 PHM技術(shù)方法的評價指標(biāo)
1.3 電路系統(tǒng)故障診斷及預(yù)測的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 電子系統(tǒng)PHM技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3.2 模擬電路的RUP預(yù)測方法的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3.3 實時可靠性預(yù)測方法的國內(nèi)外歷史與現(xiàn)狀
1.3.4 含有奇點信號的時間序列預(yù)測方法國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
1.3.5 失效模式及影響分析技術(shù)(FMEA技術(shù))的國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀
1.4 現(xiàn)有技術(shù)的不足
1.5 本文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于噪聲輔助技術(shù)的預(yù)測方法
2.1 基于噪聲輔助技術(shù)的模擬電路故障預(yù)測方法概述
2.2 基于噪聲輔助技術(shù)的模擬電路故障預(yù)測過程和方法架構(gòu)
2.3 基于噪聲輔助技術(shù)的特征提取方法和故障指示器(FI)的計算
2.3.1 特征提取模型
2.3.2 基于卡爾曼濾波的噪聲輔助技術(shù)
2.3.3 故障指示器的計算
2.4 基于粒子濾波的模擬電路剩余可用性能的預(yù)測
2.4.1 剩余有效性能預(yù)測
2.4.2 粒子濾波
2.5 元器件失效物理模型的引入
2.6 仿真與實驗
2.6.1 仿真1
2.6.2 仿真2
2.7 本章小結(jié)
第三章 基于信息融合技術(shù)的模擬電路實時可靠性預(yù)測方法
3.1 可靠性預(yù)測的度量
3.2 結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時可靠性預(yù)測方法
3.2.1 實時可靠性預(yù)測流程
3.2.2 實時可靠性預(yù)測方法
3.3 仿真與實驗
3.3.1 實驗1
3.3.2 實驗2
3.4 本章小結(jié)
第四章 考慮奇點擾動問題的時間序列預(yù)測方法
4.1 奇點信號的數(shù)學(xué)意義
4.2 預(yù)測流程和預(yù)測框架
4.3 預(yù)測方法和預(yù)測數(shù)學(xué)模型選取
4.3.1 樣條函數(shù)逼近
4.3.2 基于HMM的基本預(yù)測鏈
4.4 仿真與實驗
4.4.1 仿真例子
4.4.2 實例驗證
4.5 本章小結(jié)
第五章 典型電子系統(tǒng)的FMEA分析與理論算法應(yīng)用驗證
5.1 電子元器件的FMEA分析技術(shù)
5.1.1 FMEA分析計劃和方案
5.1.2 分析流程
5.2 基于SABER軟件的建模過程
5.2.1 建模過程
5.2.2 元器件建模方法
5.2.3 參數(shù)測試
5.3 故障模式清單的建立
5.3.1 電路的功能和結(jié)構(gòu)劃分
5.3.2 元器件故障模式清單建立
5.4 故障建模
5.4.1 適用性分析
5.4.2 故障建模方法
5.5 故障注入
5.6 基于軟件的自動化FMEA分析
5.7 FMEA分析列表
5.8 理論算法應(yīng)用驗證
5.9 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高溫下塑封器件鍵合銅線的可靠性[J]. 高成,張芮,黃姣英. 半導(dǎo)體技術(shù). 2018(02)
[2]基于POF的塑封光電耦合器貯存壽命評價方法研究[J]. 高成,熊園園,楊達明. 電子測試. 2018(02)
[3]基于復(fù)模型的模擬電路故障診斷[J]. 高媛,楊成林. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]主分量分析和隱馬爾科夫模型結(jié)合的軸承監(jiān)測診斷方法[J]. 張西寧,雷威,李兵. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[5]基于Wiener過程的非線性加速退化可靠性評估方法[J]. 蔡忠義,陳云翔,車飛,張磊. 電光與控制. 2016(02)
[6]Wiener過程性能退化產(chǎn)品可靠性評估新Bayes方法[J]. 尹慧琳,楊筱菡,陸恒. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(08)
[7]鋰離子電池循環(huán)壽命的融合預(yù)測方法[J]. 劉月峰,趙光權(quán),彭喜元. 儀器儀表學(xué)報. 2015(07)
[8]線性模擬電路軟故障建模與診斷策略[J]. 高昕,王厚軍,劉震. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[9]基于信息融合技術(shù)的航空電子設(shè)備故障診斷研究[J]. 閆濤,趙文俊,胡秀潔,宋家友. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電功率預(yù)測不良數(shù)據(jù)處理的分析[J]. 郎瑩,張文濤,辛義. 電子測試. 2015(09)
博士論文
[1]航天繼電器可靠性評價及壽命試驗方法的研究[D]. 余瓊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]MOSFET熱載流子退化效應(yīng)的研究[D]. 陳勇.電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于改進K均值聚類的證券時間序列奇異點研究[D]. 朱曦.昆明理工大學(xué) 2013
[2]LED驅(qū)動電源性能退化參數(shù)監(jiān)測及壽命預(yù)測方法研究[D]. 李享.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:3426016
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 論文研究背景
1.2 電子系統(tǒng)PHM技術(shù)研究的目的與意義
1.2.1 故障預(yù)測與健康管理技術(shù)(PHM)
1.2.2 PHM技術(shù)方法的評價指標(biāo)
1.3 電路系統(tǒng)故障診斷及預(yù)測的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 電子系統(tǒng)PHM技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3.2 模擬電路的RUP預(yù)測方法的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3.3 實時可靠性預(yù)測方法的國內(nèi)外歷史與現(xiàn)狀
1.3.4 含有奇點信號的時間序列預(yù)測方法國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
1.3.5 失效模式及影響分析技術(shù)(FMEA技術(shù))的國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀
1.4 現(xiàn)有技術(shù)的不足
1.5 本文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于噪聲輔助技術(shù)的預(yù)測方法
2.1 基于噪聲輔助技術(shù)的模擬電路故障預(yù)測方法概述
2.2 基于噪聲輔助技術(shù)的模擬電路故障預(yù)測過程和方法架構(gòu)
2.3 基于噪聲輔助技術(shù)的特征提取方法和故障指示器(FI)的計算
2.3.1 特征提取模型
2.3.2 基于卡爾曼濾波的噪聲輔助技術(shù)
2.3.3 故障指示器的計算
2.4 基于粒子濾波的模擬電路剩余可用性能的預(yù)測
2.4.1 剩余有效性能預(yù)測
2.4.2 粒子濾波
2.5 元器件失效物理模型的引入
2.6 仿真與實驗
2.6.1 仿真1
2.6.2 仿真2
2.7 本章小結(jié)
第三章 基于信息融合技術(shù)的模擬電路實時可靠性預(yù)測方法
3.1 可靠性預(yù)測的度量
3.2 結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時可靠性預(yù)測方法
3.2.1 實時可靠性預(yù)測流程
3.2.2 實時可靠性預(yù)測方法
3.3 仿真與實驗
3.3.1 實驗1
3.3.2 實驗2
3.4 本章小結(jié)
第四章 考慮奇點擾動問題的時間序列預(yù)測方法
4.1 奇點信號的數(shù)學(xué)意義
4.2 預(yù)測流程和預(yù)測框架
4.3 預(yù)測方法和預(yù)測數(shù)學(xué)模型選取
4.3.1 樣條函數(shù)逼近
4.3.2 基于HMM的基本預(yù)測鏈
4.4 仿真與實驗
4.4.1 仿真例子
4.4.2 實例驗證
4.5 本章小結(jié)
第五章 典型電子系統(tǒng)的FMEA分析與理論算法應(yīng)用驗證
5.1 電子元器件的FMEA分析技術(shù)
5.1.1 FMEA分析計劃和方案
5.1.2 分析流程
5.2 基于SABER軟件的建模過程
5.2.1 建模過程
5.2.2 元器件建模方法
5.2.3 參數(shù)測試
5.3 故障模式清單的建立
5.3.1 電路的功能和結(jié)構(gòu)劃分
5.3.2 元器件故障模式清單建立
5.4 故障建模
5.4.1 適用性分析
5.4.2 故障建模方法
5.5 故障注入
5.6 基于軟件的自動化FMEA分析
5.7 FMEA分析列表
5.8 理論算法應(yīng)用驗證
5.9 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高溫下塑封器件鍵合銅線的可靠性[J]. 高成,張芮,黃姣英. 半導(dǎo)體技術(shù). 2018(02)
[2]基于POF的塑封光電耦合器貯存壽命評價方法研究[J]. 高成,熊園園,楊達明. 電子測試. 2018(02)
[3]基于復(fù)模型的模擬電路故障診斷[J]. 高媛,楊成林. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]主分量分析和隱馬爾科夫模型結(jié)合的軸承監(jiān)測診斷方法[J]. 張西寧,雷威,李兵. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[5]基于Wiener過程的非線性加速退化可靠性評估方法[J]. 蔡忠義,陳云翔,車飛,張磊. 電光與控制. 2016(02)
[6]Wiener過程性能退化產(chǎn)品可靠性評估新Bayes方法[J]. 尹慧琳,楊筱菡,陸恒. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(08)
[7]鋰離子電池循環(huán)壽命的融合預(yù)測方法[J]. 劉月峰,趙光權(quán),彭喜元. 儀器儀表學(xué)報. 2015(07)
[8]線性模擬電路軟故障建模與診斷策略[J]. 高昕,王厚軍,劉震. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[9]基于信息融合技術(shù)的航空電子設(shè)備故障診斷研究[J]. 閆濤,趙文俊,胡秀潔,宋家友. 電子科技大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電功率預(yù)測不良數(shù)據(jù)處理的分析[J]. 郎瑩,張文濤,辛義. 電子測試. 2015(09)
博士論文
[1]航天繼電器可靠性評價及壽命試驗方法的研究[D]. 余瓊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]MOSFET熱載流子退化效應(yīng)的研究[D]. 陳勇.電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于改進K均值聚類的證券時間序列奇異點研究[D]. 朱曦.昆明理工大學(xué) 2013
[2]LED驅(qū)動電源性能退化參數(shù)監(jiān)測及壽命預(yù)測方法研究[D]. 李享.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:3426016
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