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题目:基于支持向量机的模拟电子电路健康定量评价方法研究

关键词:健康定量评价;模拟电子电路;支持向量机算法;K-Means算法;层次分析法

  摘要


本文对模拟电子电路的健康定量评价方法进行了研究,模拟电子电路的健康定量评价包括器件级健康定量评价和电路级健康定量评价。基于对模拟电子电路健康状态的分析、特征处理方法、支持向量机算法、K-Means聚类算法以及层次分析法的研究,本文构建了基于支持向量机算法的器件级健康定量评价模型、基于K-Means聚类算法的器件级健康定量评价模型和基于层次分析法的电路级健康定量评价模型。

首先,在对故障特征处理方法的相关概念、处理方法以及适用范围进行研究的基础上,针对模拟电子电路的样本数据特点,提出了一种可以全面提取模拟电子电路上电瞬间和稳态运行时的特征数据的特征提取方法。在提取特征数据的基础上,对特征数据的标准化方法和优化方法进行了研究。

其次,对模拟电子电路及其组成器件健康状态的演变过程进行了分析,并根据实际情况,将模拟电子电路的健康状态划分为健康状态、亚健康状态以及故障状态等三个等级。对支持向量机算法和粒子群优化算法进行了研究,构建了基于支持向量机算法的器件级健康状态定量评价模型。对K-Means聚类算法进行了研究,基于支持向量机对健康状态的评价结果,构建了基于K-Means聚类算法的器件级健康状态定量评价模型。

第三,基于Pspice仿真软件,分析了器件的性能退化对电路健康状态的影响,并提出了器件健康权重值的概念。对层次分析进行了研究,并提出了一种基于层次分析法的器件健康权重值的计算方法。在得到相应器件的健康权重值的基础上,基于器件级健康状态评价结果,构建了电路级健康定量评价模型。

最后,基于Maltlab软件和Libsvm工具包,开发了特征处理程序、器件级健康定量评价程序和电路级健康定量评价程序。在此基础上,以稳压电源电路为目标对象,对健康状态定量评价模型进行了案例应用,验证了模型的可行性与有效性。