大规模非线性电路测试与诊断关键技术及应用

     该项目属电子电路检测与故障诊断技术领域,涉及神经网络、人工智能、信号与信息处理、模糊数学等多个学科。模拟电路测试与诊断是国际学术前沿最富挑战性的难点领域,远比数字电路测试与诊断困难复杂,参数的连续性、容差效应、非线性等关键问题成为模拟测试与诊断的瓶颈,使得测试与诊断方法难于实用化,也不具有实时性。随着现代工业和微电子技术的发展,数字系统和集成电路的集成度和运行速度的迅速提高、超大规模模拟电路和芯片系统的发展、复杂性越来越大的电气电子装备的保养与维修等对模拟电路测试与诊断提出了新的挑战和急迫的需求。
    本项目针对元件参数的连续性、容差、非线性等模拟测试诊断关键技术问题进行攻关,在国家自然科学基金、863、国防预研等18个项目的支持下,历时15年研究,在下面5个方面取得了突出成果:
    1.提出了基于神经网络和模式识别原理的模拟电路故障诊断理论与方法。发现线性电路单一软故障和双重及多重软故障的统一特征,首创模拟电路故障诊断软故障字典算法,建立了基于神经网络的多故障诊断理论与方法体系,解决了元件参数的连续性、字典法不能诊断软故障难题。
    2.研究了基于神经网络的大规模与非线性电路故障诊断。提出了融合模糊神经网络、小波分析、D-S证据理论、遗传算法、数据挖掘等先进理论与技术的模拟电路故障定位撕裂算法、优化方法,基于Volterra级数的非线性系统模型辩识与诊断方法,解决了容差效应、噪声和非线性等难题,具有实时性,诊断正确率高。
    3.提出了混合信号测试方法,开关电流测试矢量快速生成、故障模拟与响应分析、可测试性设计方法,射频电路系统测试及智能卡芯片测试与可靠性技术,解决了混合信号与芯片系统接口测试难题。
    4.为使模拟电路诊断神经网络方法更具实时特性,提出了神经网络的稳定性理论、分析方法及其硬件实现的可测试性结构,首创神经网络的开关电流、跨导和电流传送器电路实现理论与设计方法,提出了此类电路低压低耗结构生成理论与可测试性设计方法。
    5.基于本项目测试诊断理论与方法研发了模拟电路测试模块仪器与故障诊断平台软件、**综合智能测试平台、电路板自动测试与故障诊断平台、红外焦平面自动测试与校准系统、EI-2000系列火灾自动报警系统、混合信号电路测试装备、混合信号电路与机电系统测试装备、射频测试系统等系列装备。
    成果较好地解决了元件参数连续性、容差效应、广泛的非线性等模拟故障诊断诸多难题,具有适用性强、诊断快速、定位准确度高等特点。该项目已申请发明专利26项、授权20项,取得计算机软件著作权16项、授权实用新型专利2项。成果在SOC和卫星搭载集成电路测试、预警机等得到了广泛的应用,产生了较为显著的经济和社会效益。