數(shù)字芯片的故障預(yù)測(cè)與健康管理(PHM)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字芯片功能惡化將嚴(yán)重影響電子設(shè)備的正常工作。數(shù)字芯片故障在一些重要應(yīng)用中造成巨大損失。數(shù)字芯片的故障預(yù)測(cè)與健康管理已經(jīng)成為現(xiàn)代化電子裝置穩(wěn)定性研究的緊要要素。數(shù)字芯片的故障預(yù)測(cè)與健康管理關(guān)鍵技術(shù)研究影響因素對(duì)特征參數(shù)的影響，研究總結(jié)特征參數(shù)變化規(guī)律，提高數(shù)字芯片穩(wěn)定性，延長(zhǎng)芯片使用時(shí)間，增強(qiáng)自動(dòng)化電子裝置的穩(wěn)定性，降低維護(hù)成本。本文通過(guò)研究芯片表面溫度和環(huán)境溫度等影響因素對(duì)數(shù)字芯片頻率等特征參數(shù)的影響，研究頻率隨溫度和使用時(shí)間的變化趨

2、勢(shì)，預(yù)測(cè)芯片健康狀態(tài)。
　　本文采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法研究針對(duì)數(shù)字芯片的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)。本文分析數(shù)字芯片的故障類型和故障特征，挑選芯片輸出頻率作為數(shù)字芯片特征參數(shù)，設(shè)計(jì)核心算法建立模型挖掘頻率變化中隱藏的信息，探索數(shù)字芯片功能惡化、性能衰退的規(guī)律。本文利用建立的溫度故障模型和故障預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)數(shù)字芯片的工作狀態(tài)。根據(jù)模型結(jié)果和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提出維護(hù)建議。期望延長(zhǎng)數(shù)字芯片使用壽命，降低電子設(shè)備的維護(hù)成本，最大程度避免因數(shù)字芯片故

3、障而造成的影響和損失。
　　本文引入機(jī)器學(xué)習(xí)人工智能領(lǐng)域里的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法作為核心算法，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)善于逼近非線性函數(shù)關(guān)系的特性，挖掘特征參數(shù)隱含的信息。為了完成實(shí)驗(yàn)，本文設(shè)計(jì)用于特征參數(shù)測(cè)量的軟硬件研究平臺(tái)。硬件研究平臺(tái)由溫度傳感器、數(shù)字芯片、計(jì)算機(jī)和電阻等電子元器件組成。軟件研究平臺(tái)包括自主編寫的數(shù)據(jù)接收軟件和數(shù)據(jù)處理程序。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，溫度故障模型誤差3％左右，故障預(yù)測(cè)模型誤差7%左右。兩個(gè)模型分別能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率