基于置信規(guī)則庫的電路可靠性容差分析方法.pdf

1、電路可靠性容差分析是數(shù)/模電路設(shè)計(jì)與研發(fā)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于提高產(chǎn)品生產(chǎn)中的成品率，以及使用中的可靠性是十分重要的。目前對(duì)電路可靠性容差分析主要涉及兩大類方法，一是基于統(tǒng)計(jì)分析方法，二是基于幾何逼近的確定性方法，這些方法通常具有計(jì)算量大、要求電路性能函數(shù)形式較為簡單（其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)域?yàn)閱芜B通凸形）等缺點(diǎn)，這限制了它們?cè)趯?shí)際電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。實(shí)際上，在電路設(shè)計(jì)與電路仿真中，電路設(shè)計(jì)者或使用者會(huì)積累一些具有主觀性和不確定性的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，若

2、將這些主觀知識(shí)與電路仿真客觀數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行容差分析，必將提升電路設(shè)計(jì)的效率并縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。為了實(shí)現(xiàn)該目的，本文基于置信規(guī)則庫模型，將主觀經(jīng)驗(yàn)信息與電路仿真數(shù)據(jù)相結(jié)合，給出新的電路可靠性容差分析及模型優(yōu)化方法，主要工作包括：
　?。?）基于置信規(guī)則庫(BRB)的電路容差設(shè)計(jì)方法。建立描述電路元件參數(shù)值與電路性能指標(biāo)值之間非線性映射關(guān)系的BRB模型；在設(shè)計(jì)域呈現(xiàn)非連通和非凸形的復(fù)雜情況下，提出基于BRB的電路容差初值求解及容差域

3、優(yōu)化方法；通過Rosenbrock型的電路性能指標(biāo)函數(shù)以及實(shí)際的軌道電路調(diào)諧單元共振性能指標(biāo)函數(shù)為例，驗(yàn)證了在設(shè)計(jì)域非連通和非凸形情況下，所提方法在相對(duì)小的計(jì)算代價(jià)下，可以精確地從設(shè)計(jì)域中確定所有的元件容差及中心值。
　?。?）基于置信規(guī)則庫的電路中心值設(shè)計(jì)方法。當(dāng)問題（1）中元件容差固定時(shí)，電路容差分析就是要找到元件的最優(yōu)中心值（標(biāo)稱值）。建立基于BRB的電路可靠度估計(jì)模型，用其描述電路元件參數(shù)中心值與電路可靠度之間的非線性映射

4、關(guān)系；然后，提出基于BRB電路中心值設(shè)計(jì)方法，其與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析方法相比，在計(jì)算量較低的前提下，不僅能找到單一的最優(yōu)中心值，更能確定滿足可靠度要求的整個(gè)中心值的設(shè)計(jì)域，從而為設(shè)計(jì)者提供多個(gè)備選的中心值；最后，本文仍利用軌道電路調(diào)諧單元元件參數(shù)中心值設(shè)計(jì)為例說明所提方法的有效性。
　?。?）基于序列線性規(guī)劃的BRB模型參數(shù)優(yōu)化方法。通過對(duì)前兩個(gè)問題中BRB參數(shù)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)與約束條件進(jìn)行一階泰勒展開，將參數(shù)優(yōu)化的非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)