基于二分网络模型的模拟电路网络特性分析及测点选择

摘要

模拟电路系统故障测试与诊断是电子系统研究的一个热点问题，而测点选择是其中一个重要研究方向。随着电路系统复杂度与集成度的不断增加，模拟电路系统测点选择也越来越复杂。目前为止，复杂网络理论在电子电路系统的网络特性分析和测点选择中的研究成果较少。本文基于复杂网络理论，采用二分网络模型，重点讨论模拟电路系统的网络特性分析和测点选择问题。本文的主要研究内容和成果如下：
　　1基于二分网络模型的模拟电路网络特性研究。本文分析了二分网络模型较传统的网络模型在模拟电路系统研究中的优势，采用二分网络模型的两种研究方法（投影法和直接分析法）对模拟电路进行了网络参数计算以及网络特性研究，并将研究结果进行了比较。发现两种方法的研究结果能够更全面地反映模拟电路的网络特性，并且该网络特性与电路的故障传播及测点选择有密切关系。
　　2模拟电路测点网络的节点重要性及测点选择研究。首先，本文从拓扑和数据两种角度对测点的重要性进行了研究。一方面，从拓扑节点中心性角度，结合了网络的拓扑节点中心性判断方法和模糊决策方法，对测点的重要性进行判断。另一方面，从数据节点中心性角度，基于Pspice数据仿真，采用Granger因果关系（GCCA）分析测点网络的节点因果流，研究了测点的重要性。其次，根据测点的重要性，提出了基于节点中心性的测点选择算法。最后，在节点中心性分析的基础上，研究了模拟电路测点网络的脆弱性。通过实际模拟电路验证发现，采用节点中心性的测点选择算法得到的测点选择结果与前人的研究结果相符，从而验证了该算法的正确性。
　　3模拟电路二分网络分析及测点选择系统的软件设计。本文基于 Matlab软件完成了模拟电路系统的二分网络模型分析及测点选择系统，实现了模拟电路系统的测点网络和元器件网络的参数计算、网络特性分析、测点重要性分析及测点选择功能。

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第一章绪 论

1.1选题背景及研究意义

1.2模拟电路测点选择研究国内外发展现状

1.3本文研究方法

1.4本文内容与章节安排

第二章复杂网络基本理论与相关软件介绍

2.1复杂网络模型

2.2复杂网络的小世界性、无标度性和社团结构

2.3复杂网络软件介绍

2.4本章小结

第三章模拟电路系统的二分网络特性

3.1模拟电路系统的二分网络建模原理

3.2基于二分网络模型的模拟电路系统研究方法

3.3基于投影法的模拟电路系统二分网络实例分析

3.4基于直接分析法的模拟电路系统二分网络实例分析

3.5本章小结

第四章网络节点中心性与测点选择

4.1复杂网络节点中心性

4.2基于测点网络中心性的模拟电路测点选择方法

4.3测点重要性实例分析

4.4脆弱的可测性

4.5本章小结

第五章模拟电路二分网络分析及测点选择系统的软件设计

5.1总体设计流程

5.2软件界面

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1本文工作总结

6.2未来工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

攻读硕士期间参与的科研项目