一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法_李纪敏
26卷 第2期2009年2月
微电子学与计算机
M ICROELECTRONICS &COM PUTER
Vol.26 No.2F ebruary 2009
收稿日期:2008-04-21
一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法
李纪敏1,2,尚朝轩1,孟宪国1
(1军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;2中国白城兵器试验中心,吉林白城137001)摘 要:模拟电子电路集成度日益提高,使得某些电路内部节点存在不可及性,针对这种电路,提出了一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法.将伪随机噪声信号作为模拟电路的测试激励信号,利用电路正常情况下与电路故障状态下输出响应之间的残差信号作为故障特征,通过信号相关分析实现对电路的故障检测与故障定位.仿真实验分析证明该方法操作简单,有较好的在线诊断能力,适用于诊断电路中的硬故障和软故障,能够达到较高的故障覆盖率.
关键词:伪随机噪声信号;互相关系数;故障诊断;m 序列
中图分类号:T N 43 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2009)02-0021-04
Application of Signal Correlation Analysis in Fault Diagnosis of Analog Circuits
LI J -i min 1,2,SHANG Chao -xuan 1,MENG Xian -guo 1
(1Department of Opt ical &Electronic Engineering,Ordnance Engineer ing Colleg e,Shijiazhuang 050003,China;
2Baicheng Or dnance T est Center of China,Baicheng 137001,China)
Abstract:T he integration of analog electr onic circuits i s more and more improved,so the no des in some system are inac -cessible.Aiming to the system,fault diagnosis method for analog circuits based on signal corr elatio n analysis is introduced in the paper.T he test stimulus signal for analog circuit is the pseudorando m no ise signal.F ault character is the err or signal between the normal output response and the output response in fault state.F ault detection and fault identification is achiev ed by cross -correlation analysis betw een the measurement signal and fault character in fault database.T he simulation r esult showed t hat the metho d is simple and have a good online diagnosis capabilit y.So ft -fault is diagnosed by the method and the fault coverage is hig her than other met hods.
Key words:pseudor andom noise signal;cross -corr elation coefficient;fault diag nosi s;m -sequence
1 引言
随着模拟电子技术的飞速发展,电子电路集成
化程度和制版工艺逐渐提高,电路的功能化和模块化趋势日益明显[1]
,元件的密集度不断增加,从而导致电路内部可及节点越来越少,甚至有些电路内部不存在可及节点,这给模拟电路的检测和故障诊断技术提出了新的挑战[2]
.虽然传统的交流故障字典法可以利用外部端口测试的方法完成故障诊断,但该方法需要改变测试激励的频率作多次测试,诊断过程复杂,测试时间较长.因此,如何利用模拟电
路有限的可及节点快速、有效诊断模拟电路内部的故障是该领域内亟待解决的问题.
文中以伪随机噪声信号(Pseudorandom Noise,PRN)作为模拟电路诊断激励信号,研究了一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法.故障特征取自正常状态和故障状态下输出响应之间的残差信号,不同的残差信号反映了电路处于不同的故障状态,通过电路的状态观测,利用信号相关分析实现对电路的故障定位.该方法进行故障诊断时仅需要输入端口和输出端口两个测试节点,并且不需要进行多次测试,适用于诊断大规模集成电路,能够较好的
应用于工程实际.
2 测试激励信号的生成
基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法采用的测试激励信号为伪随机噪声信号,伪随机噪声信号是一种确定的连续周期信号,其信号在一个周期内具有类似于随机信号的统计特征,故得名/伪随机噪声信号0.伪随机噪声信号通常采用数字的方法生成,其信号源为最大长度二进制伪随机序列.最大长度二进制伪随机序列又被称为m 序列,这种序列一般采用线性反馈移位寄存器电路生成.对于任意一个n 位的线性反馈移位寄存器(The Linear Feedback Shift Reg ister,LFSR ),根据有限域特征多项式的本原多项式p 0x 0
+p 1x 1
+p 2x 2
+,+p n x n
的系数p i (i =0,1,2,,,n),连接异或门反馈所形成的伪随机序列发生电路,均可生成最大长度为N (N =2n -1)的m 序列[3].若线性反馈移位寄存器的时钟周期为$t,则生成m 序列的周期为T =N $t.
生成m 序列的LFSR 通用结构如图1所示,它由n 个存储器单元或寄存器级联构成
.
图1 生成m 序列的LFSR 通用结构
m 序列具有良好的伪随机性[4]:在n 级m 序列的一个周期内,1出现的次数恰为2n-1
,而0出现的次数为2n-1-1;m 序列的游程总数等于2n-1,其中0游程与1游程的数目各占一半,并且,对于n >2,当1
;两个彼此移位等价的相异的m 序列之模2相加仍为m 序列,并与原m 序列移位等价.利用m 序列的这些特性可以生成具有类似于高斯噪声统计特性的伪随机噪声信号.
在生成m 序列的LFSR 结构中,每个移位寄存器中所有/00和/10的可能组合只会发生一次,且/00和/10的数目服从二项式分布,所以,在生成m 序列的反馈移位寄存器结构中,每一级线性反馈移位寄存器的输出都是一个最大长度二进制伪随机序列,且依次相差一个时钟周期.在线性反馈移位寄存器的输出端加上负载电路,则其输出是/0~3.5V 0
的单极性信号,要想得到符合要求的激励信号,须将
单极性信号转化为双极性电压信号,经过转换后,对移位寄存器的各级输出信号进行叠加,便可以得到用于模拟电路故障诊断的伪随机噪声信号.对于伪随机噪声信号,不同的初始状态产生的信号之间只是存在一个固定的相移,因此截取任何长度为T 的部分均是信号的一个周期.
例如,当反馈移位寄存器个数n =7,时钟周期$t =10ms 时,生成的伪随机噪声信号如图2所示.
图2 伪随机噪声信号(n =7、$t =10ms)
根据De M oivre -Laplace 定理,如果一个随机变量是多个独立的服从二项式分布的随机变量之和,
那么这个总和近似服从高斯分布.各个二进制伪随机序列是相互独立的二进制序列,所以生成的伪随机噪声信号在一个周期内其幅度近似服从高斯分布.因此该信号幅度可以根据被测电路的需求进行设计,适合作为模拟电路的测试激励信号.
3 基于信号相关分析的故障定位方法
利用伪随机噪声信号激励模拟电路,如果电路
中存在故障,测得的残差信号一定是随机信号.判断两个随机信号的相似性最有效的方法是相关分析法.相关分析[5]
是用相关系数来表示两个变量间相互的直线关系,并判断其密切程度的统计方法.
设e f (t )代表被测电路实际输出响应与正常状态下输出响应的残差信号,e f i (t)表示故障数据库中电路在第i 种故障状态下的故障残差信息,这两个信号都是能量有限的确定性信号,互相关系数的定义如下:
Q =
E T t=0
e f (t)e f i (t)/[E
T
t=0e 2f (
t )
E T
t=0
e 2
f i (t)]
1/2
(1)
式中,T 代表测试时间.
相关系数Q 没有单位,表征了两序列之间的关联程度,其绝对值在0~1范围内变动.当Q =0时,信号e f (t)和信号e f i (t)不相关;Q =1时,信号e f (t )、e f i (t )完全相关.除此之外,Q 取值越接近1,说明残差信号e f (t)和e f i (t)的关联性越强;Q 取值
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微电子学与计算机2009年
越接近0,说明信号e f (t )和e f i (t)的关联性越弱.文中利用相关系数来定量描述某一故障下的得到的残差信号和故障数据库中残差信号之间的差异.
利用相关分析法进行故障识别需要建立两个故障信息库,一个是残差信号库;另一个是不同故障状态对应残差信息之间的互相关系数列表.残差信息库存储的是电路在各种故障状态下对应的残差信号.通过对电路仿真建立残差信息库后,求取信息库中所有残差信号之间的互相关系数,构建不同故障状态之间的互相关系数表,作为故障特征列表.
在进行故障诊断时,给被测电路输入同样的伪随机噪声信号,以同样的方式获取电路在该激励信号下的残差信号,然后通过残差信号分析电路中的故障.如果残差信号恒为零值,则电路处于正常状态;如果残差信号为非零信号,则电路中一定存在故障,这时需进一步利用故障信息库进行故障诊断.计算测试所得的残差信号与残差信息库中的任意一个残差信号之间的互相关系数,查互相关系数列表,就可以大致确定电路中出现的故障.然后取该故障对应的残差信号,再计算该信号与测试所的残差信号之间的互相关函数,如果计算得到两个残差信号之间的互相关系数Q =1,则依据故障信息可确认电路中出现的故障状态.利用这种方法进行故障识别,测后仅需要进行两次互相关系数的计算,计算量较小,适合进行电路的在线诊断.
4 仿真实例分析
仿真实例电路选用ITC .97国际标准电路中的CTSV 滤波器,如图3所示,其中各元件参数分别为:R1=R2=R3=R4=R5=10k,R6=3k,R7=7k,C1=C2=20nF.电路仿真在PSpice 环境下完成[6]
.
图3 CT SV 滤波器电路
对该电路进行故障诊断的第一步是确定测试激励,进行故障仿真.测试激励)))伪随机噪声信号的参数是根据被测电路的频率参数确定的.该滤波器
电路的频率响应的截止频率X h =934.43Hz,调整时
间T s =2@10-3s,根据测试激励信号周期必须大于电路调整时间的原则,取时钟周期$t = 4.8@10-5
s,信号长度N =63,生成该激励信号所需要的移位寄存器的个数n =6,所以伪随机噪声信号的周期为
T =N @$t =3.024@10-3s
设计激励信号生成电路,进行仿真,电路在伪随机激励信号作用下滤波器正常状态的输出响应曲线如图4所示.
图4 电路在正常状态下的输出响应
为了充分验证信号相关分析法在模拟电路故障诊断应用中的有效性,选择了9种典型的故障状态进行分析,这些故障包含电路元件的硬故障和参数故障.由于篇幅有限,图5中只列出了两种故障状态的残差信号.表1内容为电路在各种故障状态下残差信号之间的互相关系数.
图5 电路故障状态下的残差信号
表1中,/C160%0表示电路元件C1的参数变为正常参数的60%,属于电路参数故障的范畴.
下面利用该故障列表进行故障诊断,假设电路中出现了故障(故障原因不明),首先要利用事先确定的伪随机噪声信号激励被测电路,计算出在该故障状态下的残差信号,求取该残差信号与/R1开路0情况下对应的残差信号的互相关系数,如果系数为/0.87650,则可以初步确定电路中的故障为/R6开路0,取/R6开路0对应的残差信号,计算该信号与测
量所得信号之间的互相关系数,进一步确定电路中的故障状态
[6]
.
从表1中可以看出,利用互相关系数法可以较容易的辨识电路系统中的故障.作为比较,文中采用交流激励对该电路进行了诊断(设定的故障状态相
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第2期李纪敏,等:一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法
同),利用交流信号作为电路的激励信号,将电路幅频特性作为电路的故障特征,需要选择三个以上的频率值进行测量才能够隔离设定的故障状态,故障诊断的时间较长.实例验证表明基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法对于模拟集成电路比较有效.
表1电路在各种故障状态下互相关系数表
故障R1开路R2短路C160%C230%R350%R450%R580%R6开路R7开路R1开路10.98990.30240.19560.25760.21330.28670.87650.0867 R2短路0.989910.31340.20140.26450.21920.29220.88980.0755 C160%0.30240.313410.88050.91050.8690.95870.50080.6411 C230%0.19560.20140.880510.96250.99520.84870.41770.4617 R350%0.25760.26450.91050.962510.96920.88860.46910.5341 R450%0.21330.21920.86900.99520.969210.84070.43380.4457 R580%0.28670.29220.95870.84870.88860.840710.40810.6773 R6开路0.87650.88980.50080.41770.46910.43380.408110.0539 R7开路0.08670.07550.64110.46170.53410.44570.67730.05391
5结束语
文章提出了一种基于信号相关分析的模拟电路故障诊断方法.首次将伪随机激励信号引入到模拟电路故障诊断中,伪随机噪声信号是一种具有随机特性的连续周期信号,可最大限度的提取模拟电路的故障特征;在故障识别上采用相关分析法判断两个固定波形之间的相似程度,取得了较好的故障辨识效果.而且利用该方法进行故障诊断不需要在电路内部选择测试节点,消除了可测试点数目受限对模拟电路故障诊断的影响.由于测试激励信号的生成电路比较简单,所以也可以将该电路作为BIST 模块用于模拟电路系统的可测性设计中.
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作者简介:
李纪敏女,(1981-),博士研究生.研究方向为电子系统性能检测与故障诊断.
尚朝轩男,(1964-),教授,博士生导师.研究方向为雷达信号处理.
孟宪国男,(1979-),博士研究生.研究方向为武器系统性能仿真.
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故障诊断技术发展现状
安全检测与故障诊断 题目：故障诊断技术发展现状 导师：秀琨 学生：典 学号：14114263
目录 1 引言 (3) 2 故障诊断的研究现状 (3) 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 (3) 1.2基于信号处理的诊断方法对 (3) 1.3基于模型的诊断方法 (3) 1.4基于人工智能的诊断方法 (4) 2故障诊断研究存在的问题 (6) 2.1故障分辨率不高 (7) 2.2信息来源不充分 (7) 2.3自动获取知识能力差 (7) 2.4知识结合能力差 (7) 2.5对不确定知识的处理能力差 (7) 3发展方向 (8) 3.1多源信息的融合 (8) 3.2经验知识与原理知识紧密结合 (8) 3.3混合智能故障诊断技术研究 (9) 3.4基于物联网的远程协作诊断技术研究 (9) 4发展方向 (9)
1 引言 故障可以定义为系统至少有一个特性或参数偏离正常的围，难于完成系统预期功能的行为。故障诊断技术是一种通过监测设备的状态参数，发现设备的异常情况，分析设备的故障原因，并预测预报设备未来状态的技术，其宗旨是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以达到对设备事故防患于未然的目的，是控制领域的一个热点研究方向。它包括故障检测、故障分离和故障辨识。故障诊断能够定位故障并判断故障的类型及发生时刻，进一步分析后可确定故障的程度。故障检测与诊断技术涉及多个学科，包括信号处理、模式识别、人工智能、神经网络、计算机工程、现代控制理论和模糊数学等，并应用了多种新的理论和算法。 2 故障诊断的研究现状 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 通过观察故障设备运行过程中的物理、化学状态来进行故障诊断，分析其声、光、气味及温度的变化，再与正常状态进行比较，凭借经验来判断设备是否故障。如对柴油机常见的诊断方法有油液分析法，运用铁谱、光谱等分析方法，分析油液中金属磨粒的大小、组成及含量来判断发动机磨损情况。对柴油机排出的尾气(包含有NOX，COX 等气体) 进行化学成分分析，即可判断出柴油机的工作状态。 1.2基于信号处理的诊断方法对 故障设备工作状态下的信号进行诊断，当超出一定的围即判断出现了故障。信号处理的对象主要包括时域、频域以及峰值等指标。运用相关分析、频域及小波分析等信号分析方法，提取方差、幅值和频率等特征值，从而检测出故障。如在发动机故障领域中常用的检测信号是振动信号和转速波动信号。如以现代检测技术、信号处理及模式识别为基础，在频域围，进行快速傅里叶变换分析等方法，描述故障特征的特征值，通过采集到的发动机振动信号，确定了试验测量位置，利用加速传感器、高速采集卡等采集了发动机的振动信号，并根据小波包技术，提取了发动机故障信号的特征值。该诊断方法的缺点在于只能对单个或者少数的振动部件进行分析和诊断。而发动机振动源很多，用这种方法有一定的局限性。 1.3基于模型的诊断方法 基于模型的诊断方法，是在建立诊断对象数学模型的基础上，根据模型获得的预测形态和所测量的形态之间的差异，计算出最小冲突集即为诊断系统的最小诊断。其中，最小诊断就是关于故障元件的假设，基于模型的诊断方法具有不依赖于被诊断系统的诊断实例和经验。将系统的模型和实际系统冗余运行，通过对比产生残差信号，可有效的剔除控制信号对
故障诊断思考题答案介绍
Ps:特别鸣谢找答案的童鞋：顶哥、军哥、白总、渠子、愣公、小唐、553宿 舍、562宿舍、各位镁铝。 希望在以后的考试中学神们或者有资料的童鞋能够多多资源共享，为大家整理资料。共同度过大四的考试，不求高分，只求不挂。 过程装备检测与诊断思考题答案 1.故障诊断技术的基本体系？ 2.定期维修优缺点(p6--p7) 1.机械故障诊断的特性？(p2--p4) 2.开展机械故障诊断技术的社会和经济意义？(p4--p6) 3.故障诊断技术的发展方向？ 1.过程装备故障的主要分类？ 2.常见的故障监测技术有哪些？(p13--p16)
3.浴盆曲线的特点是什么？ 1常用设备故障状态的识别方法? 答：（1）信息比较诊断法（2）参数变化诊断法（3）模拟实验诊断法（4）函数诊断法（5）故障树分析诊断法（6）模糊诊断法（7）神经网络诊断法。 2故障树分析法是如何定义的? 答：故障树分析法简称FTA，它是以研究系统中最不希望发生的故障状态（结果）出发，按照一定的逻辑关系从总体到部件一层层地进行逐级细化，推理分析故障形成的原因，最终确定故障发生的最初基本原因、影响程度和发生概率。 3模糊诊断的具体过程是什么? 答：就是对故障征兆所给的数据，组成征兆向量A的隶属函数μA(B),用经验、统计或实验数据建立故障征兆和故障原因之间的模糊关系矩阵R，然后通过模糊关系矩阵方程和逻辑运算求得故障原因B。 4试定义能量信号、功率信号、时限和频限信号? 答：（1）在所讨论的区间（—∞，∞），若信号函数x（t）平方可积，则W为有限值，这种信号称为能量信号；（2）许多信号在区间（—∞，∞）内能量不是有限值，而平均功率P是不等于零的有限值，这种信号称为功率信号；（3）时域有限信号是在有限时间区间（t1,t2)内有定义，而在区间外恒等于零；频域有限信号是指信号经过傅里叶变换，在频域内占据一定带宽（f1,f2），在带宽外恒等于零。 5常见的故障监测技术 答：（1）故障信号监测诊断技术（2）声信号监测诊断技术（a声音监听法，b声谱分析法，c声强法）（3）温度信号监测诊断技术（4）润滑油的分析诊断技术（5）其他无损检测诊断技术。 6专家系统故障诊断方法 答：一、基于规则的诊断推理：包括正向推理、反向推理、和混合推理 二、基于模型的诊断推理 三、基于案例的诊断推理 四、不精确推理 7盆浴曲线的特点 浴缸曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内，其可靠性的变化呈现一定的规律。如果取产品的失效率作为产品的可靠性特征值，它是以使用时间为横坐标，以失效率为纵坐标的一条曲线。因该曲线两头高，中间低，有些像浴缸，所以称为“浴缸曲线”。 浴缸曲线实践证明大多数设备的故障率是时间的函数，典型故障曲线称之为浴缸曲线，曲线的形状呈两头高，中间低，具有明显的阶段性，可划分为三个阶段：早期故障期，偶然故障期，严重故障期。
电子科技大学 模拟电路实验报告01
模拟电路实验报告 实验一常用电子测量仪器的使用 1.实验目的 (1)了解双踪示波器、函数信号发生器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的工作原 理和主要技术指标。 (2)掌握双踪示波器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的正确使用方法。 2.实验原理 示波器是电子测量中最常用的一种电子仪器,可以用它来测试和分析时域信号。示波器通常由信号波形显示部分、垂直信道（Y通道）、水平信道（X通道）三部分组成。YB4320G是具有双路的通用示波器，其频率响应为0～20MHz。 为了保证示波器测量的准确性，示波器内部均带有校准信号，其频率一般为1KHz，即周期为1ms，其幅度是恒定的或可以步级调整，其波形一般为矩形波。在使用示波器测量波形参数之前，应把校准信号接入Y轴，以校正示波器的Y轴偏转灵敏度刻度以及扫描速度刻度是否正确，然后再来测量被测信号。 函数信号发生器能产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波以及扫描波等信号。由于用数字LED显示输出频率，读数方便且精确。 晶体管毫伏表是测量正弦信号有效值比较理想的仪器，其表盘用正弦有效值刻度，因此只有当测量正弦电压有效值时读数才是正确的。晶体管毫伏表在小量程档位（小于1V）时，打开电源开关后，输入端不允许开路，以免外界干扰电压从输入端进入造成打表针的现象，且易损坏仪表。在使用完毕将仪表复位时，应将量程开关放在300V挡，当电缆的两个测试端接地，将表垂直放置。 直流稳压电源是给电路提供能源的设备，通常直流电源是把市电220V的交流电转换成各种电路所需要的直流电压或直流电流。一般一个直流稳压电源可输出两组直流电压，电压是可调的，通常为0～30V，最大输出直流电流通常为2A。 输出电压或电流值的大小，可通过电源表面旋钮进行调整，并由表面上的表头或LED显示。每组电源有3个端子，即正极、负极和机壳接地。正极和负极就像我们平时使用的干电池一样，机壳接地是为了防止外部干扰而设置的。 如果某一电路使用的是正、负电源，即双电源，此时要注意的是双电源共地的接法，以免造成短路现象。 数字万用表可用于交、直流电压测量、交、直流电流测量，电阻测量，一般晶体管的测量等。一般的数字万用表交流电压挡的频率相应范围为45Hz～500Hz，用
故障诊断第二章习题
第二章第一节信号特征检测 一、填空题（10） 1.常用的滤波器有、低通、带通、四种。 2.加速度传感器，特别是压电式加速度传感器，在及的振动监测与诊断中应用十分广泛。 3.传感器是感受物体运动并将物体的运动转换成的一种灵敏的换能器件。 4.振动传感器主要有、速度传感器、三种。 5.把模拟信号变为数字信号，是由转换器完成的。它主要包括和两个环节。 6.采样定理的定义是：。采样时，如果不满足采样定理的条件，会出现频率现象。 7.电气控制电路主要故障类型、、。 8.利用对故障进行诊断，是设备故障诊断方法中最有效、最常用的方法。 9.振动信号频率分析的数学基础是变换；在工程实践中，常运用快速傅里叶变换的原理制成，这是故障诊断的有力工具。 10．设备故障的评定标准常用的有3种判断标准，即、相对判断标准以及类比判断标准。可用制定相对判断标准。 二、选择题（10） 1.（）在旋转机械及往复机械的振动监测与诊断中应用最广泛。 A位移探测器B速度传感器 C加速度计D计数器 2.当仅需要拾取低频信号时，采用（）滤波器。
A高通B低通 C带通D带阻 3.（）传感器，在旋转机械及往复机械的振动监测与诊断中应用十分广泛。 A压电式加速度B位移传感器C速度传感器 D 以上都不对 4.数据采集、谱分析、数据分析、动平衡等操作可用（）实现。 A传感器B数据采集器C声级计D滤波器 5.（）是数据采集器的重要观测组成部分。 A. 滤波器 B. 压电式传感器C数据采集器D数据分析仪 6.传感器是感受物体运动并将物体的运动转换成模拟（）的一种灵敏的换能器件。 A力信号B声信号C光信号 D. 电信号 7.在对（）进行电气故障诊断时，传感器应尽可能径向安装在电机的外壳上。 A单相感应电机B三相感应电机 C二相感应电机D四相感应电机 8.从理论上讲，转速升高1倍,则不平衡产生的振动幅值增大（）倍。 A1 B2 C3 D4 9.频谱仪是运用（）的原理制成的。 A绝对判断标准B阿基米德 C毕达哥拉斯D快速傅立叶变换
工程师应该掌握的20个模拟电路(详细分析与参考答案)
一、桥式整流电路 1二极管的单向导电性：二极管的PN结加正向电压，处于导通状态；加反向电压，处于截止状态。 伏安特性曲线; 理想开关模型和恒压降模型： 理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V，锗管0.5 V 2桥式整流电流流向过程： 当u 2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载R L 是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在u 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2 截止，负载R L 上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。 3计算:Vo,Io,二极管反向电压 Uo=0.9U 2, Io=0.9U 2 /R L ,U RM =√2 U 2 二.电源滤波器
1电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R L 两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。 波形形成过程：输出端接负载R L 时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也 向电容C充电，充电时间常数为τ 充=（Ri∥R L C）≈RiC,一般Ri〈〈R L, 忽略Ri压 降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt 1 时，有u 2=u 0,此后u 2 低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过R L 放电，放电时间常数为R L C，放 电时间慢，u 0变化平缓。当ωt=ωt 2时，u 2=u 0, ωt 2 后u 2又变化到比u 0 大，又开始充电过程，u 0迅速上升。ωt=ωt 3时有u 2=u 0，ωt 3 后，电容通 过R L 放电。如此反复，周期性充放电。由于电容C的储能作用，R L 上的电压波动 大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。 2计算:滤波电容的容量和耐压值选择 电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U 2~0.9U 2 之间，输出电压的平均值取决于 放电时间常数的大小。 电容容量R L C≧（3~5）T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步 近似为Uo≈1.2U 2整流管的最大反向峰值电压U RM =√2U 2 ，每个二极管的平均电 流是负载电流的一半。 三.信号滤波器
模拟电子技术课程习题 第六章 放大电路中的反馈
第六章放大电路中的反馈 要得到一个由电流控制的电流源应选用[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 要得到一个由电压控制的电流源应选用[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求互导增益A iuf= I O/U i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求互阻增益A uif=U O/I i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求电流增益A iif=I O/I i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 放大电路引入交流负反馈后将[ ] A.提高输入电阻 B.减小输出电阻 C.提高放大倍数 D.提高放大倍数的稳定性 负反馈放大电路产生自激振荡的条件是[ ] =1 =-1 C.|AF|=1 D. AF=0 放大电路引入直流负反馈后将[ ] A.改变输入、输出电阻 B.展宽频带 C.减小放大倍数 D.稳定静态工作点 电路接成正反馈时，产生正弦波振荡的条件是[ ] A. AF=1 B. AF=-1 C. |AF|=1 D. AF=0 在深度负反馈放大电路中，若开环放大倍数A增加一倍，则闭环增益A f将 A. 基本不变 B. 增加一倍[ ]
C. 减小一倍 D. 不能确定 在深度负反馈放大电路中，若反馈系数F增加一倍，闭环增益A f将[ ] A. 基本不变 B.增加一倍 C. 减小一倍 D. 不能确定 分析下列各题，在三种可能的答案(a.尽可能小，b.尽可能大，c.与输入电阻接近)中选择正确者填空： 1、对于串联负反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。 2、对于并联反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。 3、为使电压串联负反馈电路的输出电阻尽可能小，应使信号漂内阻。在讨论反馈对放大电路输入电阻R i的影响时，同学们提出下列四种看法，试指出哪个（或哪些）是正确的： a.负反馈增大R i，正反馈减小R i； b.串联反馈增大R i，并联反馈减小R i； c.并联负反馈增大R i，并联正反馈减小R i； d.串联反馈增大R i，串联正反馈减小R i； 选择正确的答案填空。 1、反馈放大电路的含义是。(a.输出与输入之间有信号通路，b.电路中存在反向传输的信号通路，c.除放大电路以外还有信号通路) 2、构成反馈通路的元器件。(a.只能是电阻、电容或电感等无源元件， b.只能是晶体管、集成运放等有源器件， c.可以是无源元件，也可是以有源器件) 3、反馈量是指。(a.反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号，b.反馈到输入回路的信号，c.反馈到输入回路的信号与反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号之比) 4、直流负反馈是指。(a.只存在于直接耦合电路中的负反馈，b.直流通路中的负反馈，c.放大直流信号时才有的负反馈) 5、交流负反馈是指。(a.只存在于阻容耦合及变压器耦合电路中的负反馈，b.交流通路中的负反馈，c.放大正弦波信号时才有的负反馈) 选择正确的答案填空。 1、在放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入；若要稳定放大倍数，应引入；某些场合为了提高放大倍数，可适当引入；希望展宽频
20个常用模拟电路
一. 桥式整流电路 1二极管的单向导电性：二极管的PN结加正向电压，处于导通状态；加反向电压，处于截止状态。 伏安特性曲线; 理想开关模型和恒压降模型： 理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V，锗管0.5 V 2桥式整流电流流向过程： 当u 2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载R L 是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在u 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2 截止，负载R L 上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。 3计算:Vo,Io,二极管反向电压 Uo=0.9U 2, Io=0.9U 2 /R L ,U RM =√2 U 2 二.电源滤波器 1电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R L 两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。 波形形成过程：输出端接负载R L 时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也
向电容C充电，充电时间常数为τ 充=（Ri∥R L C）≈RiC,一般Ri〈〈R L, 忽略Ri压 降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt 1 时，有u 2=u 0,此后u 2 低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过R L 放电，放电时间常数为R L C，放 电时间慢，u 0变化平缓。当ωt=ωt 2时，u 2=u 0, ωt 2 后u 2又变化到比u 0 大，又开始充电过程，u 0迅速上升。ωt=ωt 3时有u 2=u 0，ωt 3 后，电容通 过R L 放电。如此反复，周期性充放电。由于电容C的储能作用，R L 上的电压波动 大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。 2计算:滤波电容的容量和耐压值选择 电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U 2~0.9U 2 之间，输出电压的平均值取决于 放电时间常数的大小。 电容容量R L C≧（3~5）T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步 近似为Uo≈1.2U 2整流管的最大反向峰值电压U RM =√2U 2 ，每个二极管的平均电 流是负载电流的一半。 三.信号滤波器 1信号滤波器的作用:把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度，但同时必须让有用信号顺利通过。 与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的频率通过。 相同点：都是用电路的幅频特性来工作。 2LC串联和并联电路的阻抗计算:串联时，电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC) 并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考滤到实际中，常有R<<ωL,所以有Z≈
模拟电路故障诊断
模拟电路故障诊断 摘要 模拟电路故障技术近年来得到了迅速的发展、取得了许多可喜的成果。该文探讨了这一领域中一些重要的热门研究问题，主要包括：基于专家系、神经网络、模糊理论、小波变换等理论发展起来的模拟电路故障诊断的新理论和新方法；重点介绍了作者总结的上述各种方法的基本原理、优缺点及其发展现状；对其他一些智能方法也进行了简要介绍；最后指出了模拟电路故障诊断技术的发展趋势： 关键词：模拟电路；故障诊断；专家系统；神经网络；模糊理论；小波变换
Abstract In recent years the fault diagnosis technique of analog Circuit is developed rapidly,and has led to many new results.In this paper,firstly,some important issues in this area,including expert system,neural network,fuzzy theory,wavelet transform and their application in fault diagnosis of analog circuit,are elaborated.The emphasis is focused on summarization work by the author,such as main principle,respective advantage and disadvantage and presented development of above new thories and methods.secondly,some other intelligent methods and their applications are also described.Finally,the development trend of the fault diagnosis technology of analogy of analog Circuit is also presented. KEYWORDS:Analog circuit；Fault diagnosis;Eepert system;Neural network;Fuzzy theory;Wavelet analysis
滚动轴承故障诊断与分析..
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing 学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿
摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一, 旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。 关键词：滚动轴承故障诊断振动 Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％ 是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。如何准确判断出它的末期故障是非常重要的，可减少不必要的停机修理，延长设备的使用寿命，避免事故停机。滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的，因而对作为运转机械最重要件之一的轴承，进行状态检测和故障诊断具有重要的实际意义，这也是机械故障诊断领域的重点。 一滚动轴承故障诊断分析方法 1滚动轴承故障诊断传统的分析方法 1.1振动信号分析诊断 振动信号分析方法包括简易诊断法、冲击脉冲法（SPM法）、共振解调法（IFD 法）。振动诊断是检测诊断的重要工具之一。 （1）常用的简易诊断法有：振幅值诊断法，反应的是某时刻振幅的最大值，适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；波峰因素诊断法，表示的
模拟电子技术基础中的常用公式必备
- 70 - 模拟电子技术基础中的常用公式 第7章 半导体器件 主要内容：半导体基本知识、半导体二极管、二极管的应用、特殊二极管、双极型晶体管、晶闸管。 重点：半导体二极管、二极管的应用、双极型晶体管。 难点：双极型晶体管。 教学目标：掌握半导体二极管、二极管的应用、双极型晶体管。了解特殊二极管、晶闸管。 第8章 基本放大电路 主要内容：放大电路的工作原理、放大电路的静态分析、共射放大电路、共集放大电路。 重点：放大电路的工作原理、共射放大电路。 难点：放大电路的工作原理。 教学目标：掌握 放大电路的工作原理、共射放大电路。理解 放大电路的静态分析。了解共集放大电路。 第9章 集成运算放大器
主要内容：运算放大器的简单介绍、放大电路中的反馈、基本运算电路。 重点：基本运算电路。难点：放大电路中的反馈。 教学目标：掌握运算放大器在信号运算与信号处理方面的应用。了解运算放大器的简单介绍、放大电路中的反馈。 第10章直流稳压电源 主要内容：直流稳压电源的组成、整流电路、滤波电路、稳压电路。 重点和难点：整流电路、滤波电路、稳压电路。 教学目标：掌握直流电源的组成。理解整流、滤波、稳压电路。第11章组合逻辑电路 主要内容：集成基本门电路、集成复合门电路、组合逻辑电路的分析、组合逻辑电路的设计、编码器、译码器与数码显示。 重点：集成复合门电路、组合逻辑电路的分析。难点：组合逻辑电路的设计。 教学目标：掌握集成复合门电路、组合逻辑电路的分析。了解组合逻辑电路的设计、编码器、译码器与数码显示。 - 71 -
- 72 - 第12章 时序逻辑电路 主要内容：双稳态触发器、寄存器、计数器。 重点：双稳态触发器。 难点：寄存器、计数器。 教学目标：掌握双稳态触发器。了解寄存器、计数器。 7.1 半导体器件基础 GS0101 由理论分析可知，二极管的伏安特性可近似用下面的数学表达式来表示： )1()(-=T D V u sat R D e I i 式中，i D 为流过二极管的电流，u D 。为加在二极管两端的电压，V T 称为温度的电压当量，与热力学温度成正比，表示为V T = kT/q 其中T 为热力学温度，单位是K ；q 是电子的电荷量，q=1.602×10-19 C ；k 为玻耳兹曼常数，k = 1.381×10-23 J ／K 。室温下，可求得V T = 26mV 。I R(sat)是二极管的反向饱和电流。 GS0102 直流等效电阻R D 直流电阻定义为加在二极管两端的直流电压U D 与流过二极管的直流电流I D 之比，即
用Matlab的模拟电路故障诊断神经网络方法
万方数据
万方数据
谢涛，何怡刚，姚建刚，等：ｖＢ调用Ｍａｄａｂ的模拟电路故障诊断神经网络方法 ２０１０，４６（１０）２１５ ｌｏｏＰｅｒｆｏ珊诅ｎ∞ｉｓ ｏ．００９９９９７．Ｇｏ丑ｌｉＢＯ．０ｌ 、． （２）ｖＢ调用Ｍａｔｌａｂ方法 这里采用ｖＢ调用Ｍａｔｌａｂ的ＡｃｔｉｖｅＸ自动化技术。在ｖＢ６．０中建立—个工程，在窗体中添加６个标签控件、５个文本框控件以及两个命令按钮控件，５个文本框控件分别对应神经网络输入层、隐层、输出层神经元个数、动量因子、学习速率，两个命令按钮的Ｃ印ｔｉｏｎ属性为“开始诊断”和“取消”，诊断系统主要程序代码如下： ＰｒｉｖａｔｅＳｕｂ Ｃ删ｄ１＿ｃｌｉｃｋ（） Ｄｉｍ叫ｌｄａｂ灿Ｏｂｊｅｃｔ ＳｅＩ眦ｔｌａｂ＝ＣｒｅａｔｅＯｂｊｅｃｔ（“ｍ日ｔ】８ｂｇｐｐｌｉｃ８ｔｉ仰”） Ｄｉｍ ｓ打Ａｓ晰Ｉｌｇ Ｄｉｍ嘟ｕｈ鼬Ｓ试ｌｌｇ 舡酣“ｐ”＋“ｔ” ｈ＝【０ｌ；Ｏ１；Ｏ１；０ｌ０ｌ】 ８ｈ＝ｓｈ牛“ｔｒ” ８ｔｒ＝ｓｔｒ＋ｆ．ｍｔ＿ｎ州圩（ｔｒ，【５，１８，２２】，｛‘ｔａＩ坞ｉｇ’，‘ｔ姐ｓｉｇ’，‘ｐＩ｜ｒｅｌｉｎ’｝， ‘面妯’） ｓｈ＝ｓ叶”ｎｅｔ．ｎ证ｎＰａｆａｍ．ｅｐ伽ｈ＝３００００，ｎｅｔ．ｔｍｉＩＩＰ嬲珊．酬＝０．０１，ｎｅｔ．ｈ面ｎＰａ姗．Ｌ卸．０８，舱ｔ．ｔｒａｊＩｌｆ‰ｍｃ＝Ｏ．６，ｎｅｔ＝ｔｒａｉｎ（ｎｅｔ，ｐ，ｔ）” 瑚ＩＩｌｔ：田ｂｊＭａｎａｂ．涨ｕｔｅ（ｇ廿） ＥｎｄＳｕｂ 代码中，“ｐ”和“ｔ”分别为神经网络的输入和输出。诊断运行结 果如图３所示，诊断结果和单独用神经网络来诊断是一致的。 图３ｖＢ调用Ｍ丑ｔ１８ｂ诊断模拟电路结果 ５结论 使用ＶＢ编写主界面，调用Ｍａｄａｂ来对模拟电路进行故障 诊断，可以将Ｍａｄａｂ强大的数值计算功能和ｖＢ在图形用户界面开发方面的优势相结合，相互取长补短，从而可以缩短程序的开发周期，减少编程工作量。利用ＶＢ调用ＭａⅡａｂ来对ｃ，ＩｓＶ滤波器进行故障诊断，结果和单独用神经网络来诊断是一致 的，可对模拟电路故障诊断软件的开发起一定的指导和借鉴 作用。 参考文献： 【ｌ】梁新成，黄志刚，朱慧．ＶＢ与Ｍａｄａｂ混合编程的研究哪．北京工商大 学学报，２００７，２５（１）：３８－４１． ［２】卢秋蓝．ＶＢ与Ｍａｌｌａｂ混合编程的研究叨．计算机仿真，２００３，２０（１２）： １１５—１１７． 【３】戴葵．神经网络设计【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００２：２０３—２３３．【４】金瑜，刘红．基于小波神经网络的模拟电路故障诊断叨．仪器仪表学 报。２００７，２８（９）：１６００—１６０３． （上接１９２页） ５总结 就高压输电线除冰机器人工作环境的复杂性以及工作任 务的特殊性考虑，结合考虑了机器人运动学和动力学问题，对机器人的数学建模。并根据建立的模型，运用基于粒子群优化 控制参数的ＰＩＤ控制器，对除冰机器人进行运动控制。最后针对除冰机器人在斜坡上爬行的情况，进行了实验仿真，结果验 证了所设计模型和运动控制方法的可行性。参考文献： 【ｌ】‰ｉｄａ Ｋ，Ｕ眦ｔ跚ｉ Ｙ．Ｃｏｎｈｄ０ｆ叩∞ｅ ｆ；∞ｎｙｉｎｇ幽ｔ【Ｃ】，，Ｐｒ∞ ＩＥＥＥＣｏＩｌｆＤｅｃｉ８ Ｃ傩ｎＤｌ。１９９０。９０：９７—１０２． 【２】Ｍｕｋｈｅｉｊｅｅ Ｒ，Ｎａｋ姗啪Ｙ．Ｆ伽训ａｔｉ帆柚ｄ ｅ珏ｉｃｉ咖姗ｐｌｌｔ８ｔｉ佃０ｆ ｉｎｖ．≥ｒｓｅ ｄ”ａⅡｄｃ８ｏｆ ８ｐａｃｅｒｏｂｏｔ８ｆＪ】．ＩＥＥＥ Ｔｈｌｎ柚ｃｔｉ咖仰Ｒｏ】）ａＩｉｃＢ 明ｄＡｕｔｏ础越ｏｎ。１９９２，８（３）：４００—４０６．【３１ＹａｎＩａｄａＫ，’Ｉ’ｓｕｃｈｉｙａＫ．陆ｃｉｅｎｔｃ唧ｕｔａｔｉｏｎ ｌｄｇｏｆｉｔｈｍ ｆｂｒ啪ｉｐｕ— ｌａｔｏｒｃｏ曲ｄ０ｆａ叩ａｃｅ ｒｏｂｏｔ【Ｊ】．Ｓ∞Ｉｌｌｓ咖ｔ ＣｏｎｔｒＥＩｌｇ ７Ｉｈｍ， １９９０．２６（７）：７６５—７７２． 【４】ＹｂｓＩＩｉｄａＫ．Ｅｘｐｅｆｉｒ唧ｔａｌ咖ｄｙ加ｔｈｅｄｙＩｌ锄ｉｃｓａｎｄ咖ｈｄ０ｆ８ 印∞ｅｍｌ雠ｗｉｔＩＩｅｘｐｅｒｉⅡ掂ｎｔａｌｈ神一ｎｏ撕ｎｇｍｂｏｔ姐ｔｅｌｌｉｔｅ（ＥＥ０一 Ｆ０砌弓）ｓｉ眦ｌ蝴【Ｊ】．Ａｄｖ舳ｃｅｄ Ｒｏｂｏｔｉｃ８，１９９５，９（６）：５８３—６０２． 【５】ＶａｆａＺ，ＤｕｂｏｗｓｋｙＳ．强ｅｌ【ｉｎｅｍａｔｉｃｓ舳ｄ ｄｙｌｌ锄ｉｃ８ ０ｆ ８ｐ∞ｅ ｍ— ｎｉｐｕｌ曲舯：１ｋ ｖｉｍｌａｌ咄Ｉｌｌｉｐｕｌａｔｏｒ印呻ｃｈ叫１ｌｅＩⅡｔｅｍａｔｉ叫ａｌＪ叶 ｎａｌ０ｆＲＤｂｏｔｉｃ８ Ｒｅ鸵ａｒｃｈ．１９９０，９（４）：３—２１． １６】Ｐ印ａｄｏｐｏＩＩｌ∞Ｅ，Ｄ岫Ｂｋｙ Ｓ．Ｏｎ出ｅ ｎａｔｌｌｒｅ ｏｆ ｃ蚰ｔｆ０＿Ｉａｌ学Ｄｒｉｔｌ枷皓 ｆｏｒ ｈ训ｏａｔｉｎｇ８ｐａｃｅ姗ｉｐＩｌＩａｔ０椰ＥＥＴｒ蛐Ｒ幽ｄ∞Ａｕｔ鲫砒， １９９１。７（５）：７５０一７５８． ｍ ＳａｈａＳＫ．Ａ ｕｎｉｆｉｅｄ ａｐｐｍａｃｈ ｔｏ ｓｐ∞ｅ ｍｌ埘ｋｉｎｅ眦ｔｉｃｓ叨．ＩＥＥＥ Ｔｒ姐ｓ舵ｔｉｏｍｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ８锄ｄＡｕｔｏｍａｔｉ锄。１９９６，１２（３）：４０１－４０５． 【８】张运楚，梁自泽，谭民．架空电力线路巡线机器人的研究综述叨．机 器人，２００４，２６（５）：４６７－４７３．【９】朱兴龙，王洪光，房立金，等．输电线巡检机器人行走动力特性与位 姿分析叨．机械工程学报，２００６，４２（１２）：１４３一１５０． 【ｌＯ】郭琦，洪炳蓉，吴葳．双臂六自由度空问机器人广义雅可比矩阵的 推导【Ｊ１．电子学报，２００５，２（２）：３２２—３２６． 【ｌｌ】周风余，李贻斌．高压输电线路自动巡线机器人机构设计及在约束 条件下的逆运动学分析ｍ．中国机械工程，２００６，１７（１）：４＿９． 【ｌ２】ＳｉｌｖａＧＪ，ＤａｔｔａＡ，Ｂｈａｔｔ∞ｌｌａｒｙｙａＳＰ．Ｎ州瑚ｕｈ８∞ｍｅｇｙｎｔｌｌＰ ｓｉ８ ０ｆＰＩＤ ｃ帆ｔｆ０（’ｕｅ瑁【Ｊ】．ＩＥＥＥ ｎ雌ａｃｔｉｏ璐彻Ａｕｔ吣ｔｉｃ Ｃ吼一 ｔｍｌ，２００２，４７（２）：２４１—２５２． 【１３】刘金琨．机器人控制系统的设计与仿真【碉．北京：清华大学出版 社。２０【）８一０６．【１４】Ｅｂｅ血Ⅱｔ Ｒ Ｃ，‰硼ｅｄｙ Ｊ．Ａ ｎ溯０ｐｔｉＩｎｉ烈ｕ８ｉｎｇｐａＩｔｉｃｌｅ ｓ舢 ｔｌＩ∞ｒｙＩｑ伊ｒｏｃｅｅｄｊｎ铲ｏｆｔｈｅ ＳｉｘｔＩｌＩｎｔｅｍａｔｉｏｎ８ｌＳｙｍｐｏｓｉ岫帆Ｍｉ— ｃ∞ Ｍ∞ｈｉ∞ 髓ｄ Ｈｕ啪Ｓｃｉｅ懈．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ， １９９５：３９—４３． 【１５】梁玉丹．周国策—种基于Ｐｓｏ干ｍ算法的分稚式机器人实时控制叽． 电气传动，２００６，３６（１１）． 富●１ 。 万方数据
北京交通大学模拟电子技术习题及解答第七章负反馈放大电路
第七章负反馈放大电路 7-1 选择填空 1．当反馈量与放大电路的输入量的极性_______，因而使________减小的反馈称为________。 a.相同 b.相反 c.净输入量 d.负反馈 e.正反馈 2．为了稳定静态工作点，应该引入_______。为了改善放大器性能，应该引入_______。为了稳定输出电压，应该引入_______。为了稳定输出电流，应该引入_______。 a.直流负反馈 b. 交流负反馈 c.电压负反馈 d.电流负反馈 e.串联负反馈 f.并联负反馈 3．为了减小输入电阻，应该引入_______。为了增大输入电阻，应该引入_______。为了减小输出电阻，应该引入_______。为了增大输出电阻，应该引入_______。 a.电压负反馈 b.电流负反馈 c.串联负反馈 d.并联负反馈 4．负反馈所能够抑制的干扰和噪声是__________。 a.外界对输入信号的干扰和噪声 b.外界对输出信号的干扰和噪声 c.反馈环内的干扰和噪声 d.反馈环外的干扰和噪声 5．为了得到一个由电流控制的电压源，应选择_______负反馈放大电路。为了得到一个由电压控制的电流源，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 6．为了得到一个由电流控制的电流源，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 7．为了增大从电流源索取的电流并增大带负载的能力，应选择_______负反馈放大电路。为了减小从电压源索取的电流并增大带负载的能力，应选择_______负反馈放大电路。 a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈 c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈 8．负反馈放大电路产生自激的条件是_______。 a.AB=1 b.AB=-1 c.AB=0 d.AB=∞ 9．单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈，则__________。如果单管共集放大电路如果通过电阻引入负反馈，则__________。 a.一定会产生高频自激 b.一定不会产生高频自激 c.一般不会产生高频自激 d.可能产生高频自激 10．多级负反馈放大电路容易引起自激振荡的原因是____________。 a.电路增益A f过大 b. 反馈系数B过大 c.反馈深度F过大 d.各级放大电路的参数分散 答： 1．bcd 2.a b c d 3.d c a b 4. c 5. b c 6. d 7.b a 8.b 9.b d 10 d 7-2 判断题7-2图中各放大电路是否引入了反馈。如果引入，判断是直流反馈、交流反馈、交直流反馈？是正反馈还是负反馈？假设所有电容对交流信号均可视为短路。
电工电子基础 模拟电路分析及应用
项目四模拟电路分析及应用 任务 1 基本电子元件的识别 一、半导体 1．半导体：导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。 2．载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 （1）自由电子：带负电荷。 （2）空穴：带正电荷。 特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。 3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。 即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。 即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 PN结 1．PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。 2．实验演示 （1）实验电路 （2）现象 所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。 （3）结论 PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。 3．反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。 4．热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。 5．结电容 PN结存在着电容，该电容称为PN结的结电容。 二、半导体二极管 利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。 1．半导体二极管的结构和符号 （1）结构：由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和。）c 平面型（如图
（2）符号：如图所示，箭头表示正向导通电流的方向。 2．二极管的特性 二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。
轴承故障诊断中的信号处理技术研究与展望
!专题综述# 轴承故障诊断中的信号处理技术研究与展望 董建宁,申永军,杨绍普 (石家庄铁道学院机械工程分院,河北石家庄050043) 摘要:讨论了各种信号处理技术在滚动轴承故障诊断中的应用,如平稳信号处理技术、非平稳信号处理技术,非高斯和非白色噪声信号处理技术、非线性信号处理技术、奇异值分解技术以及各种智能诊断技术。详细比较了各种信号处理技术的特点、应用范围和研究进展,并指出了今后的若干研究方向,为轴承的故障诊断和在线监测提供了依据。 关键词:滚动轴承;故障诊断;信号处理 中图分类号:T H133.33;T N911.7文献标识码:B文章编号:1000-3762(2005)01-0043-05 Study and Prospect on S ignal Process Technique of Bearing Fault Diagnosis DONG Jian-ning,SHEN Yong-jun,YANG Shao-pu (Department of M echincal Eng ineering,Shijiazhuang Railway Inst itute,Shijiazhuang050043,China) Abstract:T he application of several signal process techniques are discussed in failur e diagnosis of the rolling bearing, such as steady signal,non-steady sig nal,non-g auss-s and non-w hite no ise signal,non-linear signal process tech-nique,oddity value decompositio n technique and so me kinds of intelligent diagnosis technique.T he characterist ics,ap-plied area and development trend of the signal process techniques ar e compared in detail.A nd t he study dir ections in t he futur e are pointed out. Key words:ro lling bearing;fault diagnosis;signal process 对重要轴承进行工况监视与故障诊断,不但可以防止机械工作精度下降,减少或杜绝事故发生,而且可以最大限度地发挥轴承的工作潜力,节约开支,在工程上具有重要意义。 本文以轴承系统为研究对象,重点介绍轴承的振动诊断技术中常见的信号处理方法。现代信号分析和处理的本质可以作一个/非0字高度概括:研究和分析非线性、非因果、非最小相位系统、非高斯、非平稳、非整数维信号和非白色的加性噪声[1]。其中非最小相位和非因果信号处理技术目前尚未在故障诊断中得到应用。现介绍其他信号处理技术在轴承故障诊断中的应用情况。 收稿日期:2004-03-12;修回日期:2004-04-22 基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(01547019D) 作者简介:董建宁,(1977-),女,研究生,专业方向:滚动轴承的故障诊断技术研究。1平稳信号处理技术 111平稳信号的Fourier谱分析技术 目前振动信号分析工程上常用的信号处理方法是FFT频谱分析。在对轴承的故障诊断中,将振动信号进行频谱分析,查看谱图中有无明显的故障频率谱峰存在,从而可以判断轴承是否完好。这种方法具有很大的局限性,诊断出来的轴承一般都已有较严重的损害,并且对轴承早期故障的分析不够灵敏。 112平稳信号的时间序列分析 对于直接进行频谱分析比较困难的情况,如采集的信号序列较短,或者Fourier变换不能将相互靠近的两个频率分开,采用时间序列分析(也称参数模型的谱分析)是一种较好的方法。常用的时间序列模型有ARMA模型、AR模型以及MA 模型。关于各种模型的特点、算法以及适用领域 ISSN1000-3762 CN41-1148/T H 轴承 Bear ing 2005年第1期 2005,No.01 43-47