幾種非線性電路的數(shù)值分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)得到迅猛發(fā)展。新的電子器件不斷出現(xiàn)，非線性電路得到了愈來(lái)愈廣的應(yīng)用。對(duì)非線性電路的特性分析與應(yīng)用，已處于十分重要的地位，具有廣闊的應(yīng)用前景，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展緊密相關(guān)，有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。各學(xué)科互相滲透交叉，是當(dāng)代科技發(fā)展的一大趨勢(shì)。醫(yī)學(xué)診斷學(xué)中的基本思想推廣到其它工程領(lǐng)域中，便形成了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及故障診斷這一大有作為的新興學(xué)科——故障診斷學(xué)。由于模擬電路較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型都是非線性電路，隨著人們對(duì)電路

2、認(rèn)識(shí)的不斷深化，迫切要求對(duì)非線性模擬電路故障診斷進(jìn)行深入探討，因此，發(fā)展故障診斷技術(shù)，有著潛在的巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。小波與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，是又一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)特性和小波的局部特性結(jié)合起來(lái)，具有自適應(yīng)分辨性和良好的容錯(cuò)性。因此，為故障診斷開(kāi)辟了又一條新路，它既拓寬了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊理論、小波分析方法的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)，又為解決故障診斷的實(shí)用化找到了突破口，推動(dòng)了模擬電路故障診斷理論和方法的進(jìn)一步發(fā)

3、展。非線性動(dòng)態(tài)電路屬非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。電路系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的研究，一直是獨(dú)樹(shù)一幟。非線性電路中的混沌研究已有20多年的歷史，在混沌現(xiàn)象與混沌產(chǎn)生機(jī)理方面，經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者的不斷努力，不僅構(gòu)造了多個(gè)用于混沌機(jī)理研究的電路，而且相繼對(duì)一批實(shí)用電路中的混沌行為進(jìn)行了深入探討，并取得了很大進(jìn)展。電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，是指在電路的性能已經(jīng)基本滿足設(shè)計(jì)的功能和性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，為了使得電路的某些性能更為理想，在一定的約束條件下，對(duì)電路的某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到電路

4、的性能達(dá)到令人滿意的要求為止。在建立硬件電路之前，對(duì)電路進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化，可以節(jié)省大量的時(shí)間和資金，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間短、更新快。
　　 本文首先結(jié)合負(fù)阻振蕩電路，采用五階Runge-Kutta-Fehlberg方法分別用C語(yǔ)言程序和MATLAB對(duì)非線性電路的數(shù)值計(jì)算進(jìn)行了一定的仿真研究，通過(guò)采用Volterra級(jí)數(shù)法對(duì)一非線性電路的故障診斷，預(yù)知非線性頻譜分析技術(shù)在非線性系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用必將被更為深遠(yuǎn)的推廣。然后，結(jié)合范德坡

5、振蕩器電路借助MATLAB實(shí)現(xiàn)了連續(xù)小波變換和離散小波變換的計(jì)算，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行了一維單支重構(gòu)，并采用小波分析對(duì)電路的故障診斷作了一定的仿真研究，為小波分析方法在非線性電路中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；結(jié)合Colpitts振蕩器電路和Lorenz系統(tǒng)，分別用PSPICE和MATLAB軟件展示非線性電路中的混沌現(xiàn)象，并計(jì)算了Lorenz系統(tǒng)中的功率譜，觀察變量在參數(shù)空間和相空間中的演化過(guò)程，從而對(duì)通向混沌的道路有了更清晰的認(rèn)識(shí)，為今后進(jìn)一步分析非線