New Two-Center Ellipsoidal Basis Function Neural Network for Fault Diagnosis of Analog Electronic Circuits

• Autorzy: Kowalewski M. , Zielonko R.

Warianty tytułu

PL

Nowa sieć neuronowa z dwucentowymi elipsoidalnymi funkcjami bazowymi do diagnostyki uszkodzeń analogowych układów elektronicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a new fault diagnosis-oriented neural network and a diagnostic method for localization of parametric faults in Analog Electronic Circuits (AECs) with tolerances is presented. The method belongs to the class of dictionary Simulation Before Test (SBT) methods. It utilizes dictionary fault signatures as a family of identification curves dispersed around nominal positions by component tolerances of the Circuit Under Test (CUT). A neural network based classifier with a new Two-Center Ellipsoidal Basis Functions (TCEBFs) is used for fault signature classification. The TCEBF classifier is more robust against component tolerances and multiple parametric faults in comparison with conventional Radial/Ellipsoidal Basis Function (RBF/EBF) neural networks. This article presents a description of the proposed diagnostic method, the construction procedure of the TCEBF, the architecture of the fault classifier and simulation results obtained for the low-pass analog filter.

PL

W artykule przedstawiono nową metodę diagnostyki uszkodzeń parametrycznych układów elektronicznych analogowych ze specjalizowanym klasyfikatorem neuronowym. Jest to metoda z symulacją przedtestową (Simulation Before Test SBT) ze specjalizowanym słownikiem uszkodzeń w postaci rodziny krzywych identyfikacyjnych, rozproszonych pod wpływem tolerancji elementów układu testowego (UT). Zastosowano nową, specjalizowaną sieć neuronową z Dwucentrowymi Elipsoidalnymi Funkcjami Bazowymi DEFB. Walorem sieci jest większa odporność na tolerancje elementów UT oraz uszkodzenia wielokrotne, w porównaniu z dotychczas stosowanymi sieciami z jednocentrowymi funkcjami bazowymi (radialną RFB i elipsoidalną EFB). Omówiono metodę konstrukcji słownika uszkodzeń, opis funkcji DEFB oraz architekturę klasyfikatora neuronowego. Przedstawiono wyniki symulacji na przykładzie filtru dolnoprzepustowego II-rzędu.

Słowa kluczowe

EN

two-center ellipsoidal; neural network

PL

sieć neuronowa; funkcje bazowe; diagnostyka uszkodzeń analogowych układów elektronicznych

• Wydawca: Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 18
• Strony: 267--272
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Kowalewski M.

autor

Zielonko R.

• Gdansk University of Technology Department of Optoelectronics and Electronic Systems

Bibliografia

• [1] Zielonko R., Kowalewski M.: Diagnostyka uszkodzeń analogowych układów elektronicznych z zastosowaniem specjalizowanej sieci neuronowej, Inteligentne wydobywanie informacji w celach diagnostycznych, PWNT, Gdańsk, 2007, s. 257276.
• [2] Toczek W., Kowalewski M.: Built-in Test Scheme for detection, classification and evaluation of nonlinearities, Metrology and Measurement Systems, Vol. XV, No. 1, 2009, pp. 4759.
• [3] Yang Z. R., Zwolinski M.: Applying a robust heteroscedastic probabilistic neural network to analog fault detection and classification, IEEE Trans. CAD IC&S, Vol. 19, 2000, pp. 142151.
• [4] Collins P., Yu S., Eckersall K. R., Jervis B. W., Bell I. M., Taylor G. E.: Application of Kohonen and supervised forced organization maps to fault diagnosis of electronic analog circuits, Electronic Letters, Vol. 30, No. 22, 1994, pp. 18461847.
• [5] Catelani M., Fort A.: Soft Fault Detection and Isolation in Analog Circuits: Some Results and a Comparison Between a Fuzzy Approach and Radial Basis Function Networks, IEEE Trans. on Instr. and Measurement, Vol. 51, No. 2, 2002, pp. 196202.
• [6] Toczek W., Kowalewski M.: A neural network based system for soft faults diagnosis in electronic circuits, Metrology and Measurements Systems, Vol. XII, No. 4, 2005, pp. 463474.
• [7] Catelani M., Fort A., Grande V., Mugnaini M., Trotta I.: Automatic Fault Diagnosis System for a Gas Turbine using a Simulation before Test Approach, Proc. of the IEEE Instr. and Meas. Technology Conference, Sorrento, April 2006, pp. 8689.
• [8] Jakubek S., Strasser T.: Fault-Diagnosis Using Neural Networks with Ellipsoidal Basis Funcions, Proc. of the American Control Conference, Anchorage 2002, pp. 38463851.
• [9] Czaja Z.: A method of fault diagnosis of analog parts of electronic embedded systems with tolerances, Measurement, Vol. 42, July 2009, pp. 903915.