Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Overview of optimization methods in diagnostics of analog systems

Bilski A., Bilski P., Wojciechowski J.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2015

|

nr 6

611--617

EN

The paper reviews the application of the optimization methods applied in diagnostics of analog systems. As multiple heuristic classification and regression algorithms are currently used, their parameters must be adjusted to maximize the diagnostic accuracy. First the diagnostic principles are introduced, focusing on the contemporary problems. Then, the most widely used optimization algorithms are classified and briefly described. Their applications to the main diagnostic problems arę discussed as well. The computational example illustrates the implementation of the Tabu Search algorithm to optimize the set of observed nodes in the complex analog circuit.

PL

Przeprowadzono przegląd zastosowań metod optymalizacyjnych w diagnostyce systemów analogowych. Optymalizacja jest stosowana w algorytmach klasyfikacji i regresji do strojenia wartości ich parametrów w celu uzyskania najjlepszej dokładności diagnostyki. Omówiono cele diagnostyki. W systematyzny sposób dokonano przeglądu problemów współczesnej diagnostyki. Przeprowadzono klasyfikację najczęściej stosowanych algorytmów i wskazano ich zastosowania. Ilustracyjny przykład pokazuje zastosowanie metody Tabu Search dla wyboru węzłów diagnostycznych, gwarantującego dostatecznie wysoką jakość diagnostyki.

2

An unsupervised learning method for comparing the quality of the soft computing algorithms in analog systems diagnostics

Bilski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 11a

242-247

EN

The paper presents the method of assessing the difficulty of the analog system for the diagnostics using soft computing algorithms. As the latter exploit knowledge from data sets obtained from simulations of the diagnosed systems, the method estimates the diagnostic difficulty of the system based on the data set analysis. This allows comparison of various systems and diagnostic methods. The versatile method of the data sets’ difficulty based on the graph clustering algorithm is proposed and explained. It is applied to test fuzzy logic and rough sets against the sixth order Butterworth lowpass filter. Conclusions and future prospects supplement the paper.

PL

W artykule przedstawiono metodę oceny trudności diagnostyki systemów analogowych opartej na metodach sztucznej inteligencji. Wykorzystuje ona zbiory danych uzyskiwane w wyniku symulacji diagnozowanych systemów. Możliwe jest dzięki temu porównywanie różnych systemów oraz metod diagnostycznych. Przedstawiona jest metoda oceny oparta na clusteringu grafowym. Następnie przedstawione jest jej wykorzystanie do porównania wyników diagnostyki filtru dolnoprzepustowego Butterwortha szóstego rzędu przy użyciu zbiorów przybliżonych oraz logiki rozmytej. Na końcu umieszczono wnioski oraz rozważania na temat zastosowań metody.

3

A graph clustering-based method of the assessment of rough sets efficiency in the diagnostics of analog systems

Bilski P., Wojciechowski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 4

32-37

EN

The paper presents the method of analyzing the rough-sets based diagnostic module using the graph clustering algorithm. The former is used to extract knowledge from the learning data set and use it to process the testing data set. The latter is used to find dependencies in sets that make diagnostic process difficult. This way the information about the structure of the set influencing diagnostic efficiency is obtained. Both algorithms are tested on the example of the electronic circuit - the fifth order lowpass Butterworth filter. Analysis of the algorithms efficiency is performed and remarks for the future applications presented.

PL

W artykule przedstawiono opartą na grupowaniu grafowym analizy modułu diagnostyki systemów analogowych wykorzystującego zbiory rozmyte. Te ostatnie są wykorzystane do budowy modułu diagnostycznego poprzez uzyskanie wiedzy (w postaci reguł), która stosowana jest do analizy zbioru testowego. Grupowanie grafowe zostało użyte do znalezienia w zbiorach zależności pomiędzy przykładami należącymi do różnych kategorii, co utrudnia poprawną klasyfikację uszkodzeń. Dzięki temu możliwa jest ocena efektywności modułu diagnostycznego. Oba algorytmy zostały przetestowane na filtrze dolnoprzepustowym Butterwortha piątego rzędu. Przedstawiono przebieg weryfikacji skuteczności procesu diagnostycznego oraz wyciągnięto wnioski odnośnie przewidywanych zastosowań praktycznych podejścia.

4

Piecewise Linear Approach to Functional-level Macrosimulation of Analogue& Mixed A/D Systems

Dąbrowski J.

Zeszyty Naukowe. Elektronika / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 11

5-131

EN

The monograph deals with an analogue macromodelling technique oriented towards functional-level simulation of both analogue and mixed analogue-digital networks/systems. Based on a brief overview of the actual simulation, the relation of the developed approach to the existing modelling and simulation techniques is presented. The signals are assumed to be piecewise linear (PWL) waveforms. A class of nonlinear (PWL) interial building blocks is introduced for modelling. The proposed macromodels are accurate in their timing behaviour and computationally efficient, since an explicit algorithm to obtain the waveforms is used based on a PWL approximation of orginal smooth time responses. Alternatively, an enhanced trapezoidal rule is introduced. Practical macromodels of particular functional analogue units, such as an amplifier ora voltage comparator, are derived in detail and their performances are compared with SPICE estimates. Also the PWL approximation technique is compared with the enhanced trapezoidal rule. A prototype event-driven, selective-trace simulator is used to verify the PWL approach by macrosimulation examples of practical A/D systems. For this purpose a concept of the PWL event is introduced. A virtual interface between the PWL- and logic domain is defined to support this kind of simulation. Digital units are modelled mainly as logic behavioural blocks. To overcome the problems with feedback loops the PWL technique is supported by the waveform relaxation (WR). A PWL-WR algorithm is formulated and implemented as a prototype tool. Several examples of practical networks/systems including feedback loops are considered. Practical convergence and stability conditions relevant to the linear case are derived as well. Besides, the feedback loop models and cascade models are shown to accumulate the PWL errors. To reduce this effect several methods are proposed, such as PWL model refinement, second-order building blocks (to avoid local loops) or tuned cascade structures. The latter are particulary well suited to synthesis of higher order analogue blocks, such as filters. In some of those cases the required computational overhead in increased. For cascade structures the trapezoidal rule-based PWL technique is shown to perform better than its approximation-based counterpart. An implementation of the PWL macrosimulation technique in the discrete VHDL environment is presented, too. The basic building blocks are defined to be VHDL entities provided with a behavioural body due to the explicit formulas available to proceed these blocks. Analogue VHDL packages are used. For complex analogue models a structural approach is used. The digital nature of VHDL facilitates the implementation of mixed A/D systems at the expense of the interface added to provide a link between the PWL- and standard-logic domain. Practical examples verified with a VHDL simulator are included.

PL

Monografia poświęcona jest technice analogowego makromodelowania, która zorientowana jest na symulację analogowych i analogowo-cyfrowych układów/systemów reprezentowanych na poziomie funkcjonalnym. W oparciu o zwięzły przegląd metod symulacyjnych dokonano porównania zaproponowego podejścia z istniejącymi technikami modelowania i symulacji. Przyjmuje się, że przebiegi czasowe są funkcjami odcinkowo-liniowymi. Jako bazę modelowania wprowadza się klasę nieliniowych (odcinkowo-liniowych) bloków inercyjnych. Zaproponowane w ten sposób makromodele są dokładne w sensie swoich odpowiedzi czasowych, a także efektywne obliczeniowo, ponieważ do otrzymania odcinkowo-liniowej aproksymacji oryginalnych, gładkich odpowiedzi wykorzystują bezpośredni (jawny) algorytm obliczeniowy. Alternatywnie wprowadzono w pracy udoskonalony algorytm trapezów. Szczegółowo wyprowadzone są makromodele praktycznych modułów funkcjonalnych, takich jak wzmacniacz czy komparator napięcia. Jakość tych modeli jest porównana z odpowiednimi estymatami uzyskanymi w oparciu o symulator SPICE. Także sama technika odcinkowo-liniowej aproksymacji została porównana z udoskonalonym algorytmem trapezów. Do weryfikacji podejścia odcinkowo-liniowego w oparciu o praktyczne przykłady makrosymulacji układów/systemów A/C wykorzystano prototypowy symulator sterowany zdarzeniami. Wprowadzono koncepcję zdarzenia charakterystycznego dla przebiegów odcinkowo-liniowych. Zdefiniowany został również wirtualny interfejs pomiędzy dziedziną sygnałów odcinkowo-liniowych i sygnałów logicznych. Cyfrowe bloki są modelowane zasadniczo behawioralnie. W celu rozwiązania problemów powstających przy symulacji struktur ze sprzężeniem zwrotnym wprowadzono dodatkowo technikę relaksacji przebiegów. Algorytm łączący obie techniki zaimplementowano w postaci prototypowego narzędzia. Przeanalizowano wiele praktycznych struktur zawierających pętle sprzężenia zwrotnego. Dla przypadku liniowego sformułowano praktyczne kryterium zbieżności algorytmu iteracyjnego. Pokazano ponadto, że struktury ze sprzężeniem zwrotnym oraz kaskady bloków mają tendencję do akumulowania błędów mających swe źródło w zastosowanej aproksymacji. Dla zredukowania tego efektu zaproponowano kilka metod, takich jak korekcja modelu i algorytmu aproksymacji, wykorzystanie do syntezy bloków drugiego rzędu (co pozwala uniknąć lokalnych sprzężeń) oraz zastosowanie strojonych modeli kaskadowych. Ostatnie dwa rozwiązania nadają się dobrze do syntezy bloków analogowych wyższego rzędu, typowo filtrów. Większość jednak z wymienionych rozwiązań wymaga zwiększonego nakładu obliczeń lub dodatkowo powoduje komplikację modelu. Na tym tle udoskonalony algorytm trapezów okazuje się bardziej efektywny obliczeniowo, w szczególności w zastosowaniu do struktur kaskadowych. W pracy przedstawiono także implementację techniki makrosymulacji odcinkowo-liniowej w dyskretnym środowisku VHDL. Podstawowe bloki funkcjonalne zdefiniowano w języku VHDL jako moduły behawioralne (entity), co było możliwie dzięki dostępności właściwych dla nich, jawnych (bezpośrednich) wzorów. Wykorzystano w tym celu analogowe pakiety języka. Dla złożonych modeli analogowych zastosowano podejście strukturalne. Modelowanie struktur mieszanych A/C w środowisku VHDL jest ułatwione oczywiście dzięki jego zasadniczo cyfrowemu przeznaczeniu. Wymagane jest jednak wprowadzenie wirtualnego interfejsu pomiędzy dziedziną sygnałów odcinkowo-liniowych oraz logiką standardową. Dołączone są również praktyczne przykłady uzyskane w oparciu o symulator VHDL.