T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   1 F e br ua r y   2020 ,   pp.   251 ~ 257   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i1. 9627     251       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   A n al og c ir c u it  f au lt  d ia gn osi vi a FOA - L S S V M       Yu  We n xin   Co l l eg o E l ec t ri ca l   In fo rma t i o n   E n g i n eeri n g ,   H u n a n   U n i v ers i t y ,   P.   R.   Ch i n a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Apr   1 7 ,   201 8   R e vis e Oc 15 ,   20 19   Ac c e pted  Nov  3 ,   20 19       At  pr e s e nt,   the  r e s e a r c on   f a ult   de tec ti on   a nd  diag nos is   tec hnology  is   ve r y   s igni f ica nt   to   im p r ove   the  r e li a bil it y   of   the   e q uipm e nt,   whic c a n   gr e a tl im pr ove   the  s a f e ty  a nd  e f f icie nc of   the  e q uipm e nt.   T his   pa pe r   pr opos e s   a   ne w   f a ult   de tec ti on   a nd   diagnos is   mea ns   b a s e on     the  F OA - L S S VM   a lgor it hm.   E xpe r im e ntal   r e s ult s   de mons tr a te   that    the  a lgor it hm   is   e f f e c ti ve   f or   the  de tec ti on  a nd  d iagnos is   of   a na log    c ir c uit   f a ult s .   I n   a ddit ion,   the  model  a ls de mons tr a te   good    ge ne r a li z a ti on  a bil it y.     K e y w o r d s :   Ana log  c ir c uit   F OA   L S S VM   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   Yu  W e nxin   C oll e ge   of   E lec tr ica I nf or mation  E nginee r ing,   Huna Unive r s it y,   C ha ngs ha ,   4100 82,   P .   R C hina .   E mail:   13874894700@163 . c om       1.   I NT RODU C T I ON   Ac c or ding  to  s tatis ti c s ,   a pr e s e nt,   80 %   of   de vice s   in  e lec tr onic  s ys tems   a r e   digi tal,   but   80%   o f   f a ult s   oc c ur   on  a n a log   de vice s .   At  the  s a me  ti me,   the   tes c os of   the  a na log   c ir c uit   pa r t   a c c ount s   f or   80%   of     the  tot a tes c os t,   thenc e ,   it   is   ve r im por tant  to  c a r r out  dis c us s   on  f a ult   diagnos is   of   a na log  c ir c uit s .   I r e c e nt  ye a r s ,   many  s c holar s   ha ve   c ondu c ted  e xtens ive  r e s e a r c in  the  f ield  of   a na log  c ir c uit   f a ult   diagnos is   a nd  ha ve   a c hieve ma ny  e xc e ll e nt  r e s ult s   [ 1 - 9] .   How e ve r ,   t he   a na log  c ir c uit   it s e lf   ha s   the   c ha r a c ter is ti c s   of   p oor   f a ult   model,   c omponent  to ler a nc e ,   f a ult   pa r a mete r   c onti nuit a nd  c ir c uit   nonli ne a r it y .   S uc h   c ha r a c ter is ti c s   make   the  de ve lopm e nt  of   a na log  c i r c uit   f a ult   diagnos i s   tec hnology  s low,   a nd  ther e   is   s ti ll   no  p r a c ti c a method.   I a na log  c ir c uit   f a ult   diagnos is ,   the  e xtr a c ti on  o f   f a ult   f e a tur e s   is   a   ve r im por tant  li nk ,   a nd  the  qua li ty   of   the  e xtr a c ti on  r e s ult s   will   dir e c tl a f f e c the  f inal  diagnos is   a c c ur a c r a te O r din a r y   f e a tur e   e xtr a c ti on  methods   mainly  include   P C A,   wa ve let  a na lys is ,   ke r ne a na lys is ,   e tc.   [ 10 - 13] .   T he s e   methods   ha ve   their   li mi tations .   F or   e xa mpl e ,   the   P C A   method   is   only   s u it a ble  f or   li ne a r   f e a tur e   e xtr a c ti on.   W a ve let   a na lys is   a nd  nuc lea r   a na lys is   invo lve  the   s e lec ti on  a nd   c ons ider a ti on  of   many   f a c tor s   s uc a s   wa ve let  ba s e   a nd   nuc lea r   pa r a mete r s ,   whic a r e   gr e a tl in f luenc e by  e xpe r i e nc e .   M or e ove r ,   in  e s s e nc e ,   thes e   a na lys i s   method s   a nd  da ta  a r e   is olate f r om  e a c other ,   a nd  it   is   dif f icult   to  e ns ur e   t ha the  e xtr a c ted  f e a tur e s   a r e   the  e s s e nti a l   c ha r a c ter is ti c s   of   the  da ta.   F a ult   c las s if ica ti on  a nd   identi f ica ti on   is   a nother   k e point   of   f a ult   diagnos is   f or   a na log   c ir c uit s .   I n   r e c e nt  ye a r s ,   the  c onti nuous   de ve lopm e nt  of   va r ious   a r ti f icia int e ll igenc e   a l gor it hms   ha s   g a ve   bir th   a   ne idea s   f or   a na log  c ir c uit   f a ult   diagnos is .   T he a r e   n e ur a ne twor ks   ( NN )   [ 14 - 19 ] ,   s uppor ve c tor   mac hine    ( S VM )   [ 20 - 24] ,   de e lea r n ing  [ 25 - 27]   a nd   s o   on.   T he   main   idea   o f   the   f a ult   diagnos is   method   of   ne ur a l   ne twor k   is t he   map ping  be twe e f a ult   s ympt oms   a nd  f a ult   t ype s   is   e s tablis he thr ough  lea r ning  be twe e ne twor laye r s .   T he   node s   of   the   input   laye r   a r e   c a us e to  c or r e s p ond  to  f a ult   s ympt oms ,   a nd   the  node s   o f   the   out put  laye r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    251  -   257   252   c or r e s pond  to  f a ult   types .   T hus ,   the  r e a s oning  p r oc e s s   f r om  f a ult   s ympt om   to  f a ult   type  c a be   r e a li z e d.     T he   ne ur a ne twor c a s e the  ne twor s tr uc tur e   a c c or ding  to  r e quir e ments   a nd  a ppr oxim a te  th e   nonli ne a r   f unc ti on  with   a r bi tr a r y   pr e c is ion.   B ut   the  lea r ning   of   the   ne twor k   r e qui r e s   a   la r ge   numbe r   o f   c ir c ui f a il u r e   s a mpl e s .   T he r e f or e ,   f or   s ys tems   that  c a nnot  obtain  a   lar ge   a mount   o f   f a ult   da ta,   the  us e   of   ne ur a ne tw or ks   will   be   li mi ted.   At  the   s a me  ti me,   how  to   e ns ur e   the  int e gr it a nd  typi c a li ty  of   the  f a ult   s a mpl e   a nd   the  c onv e r ge nc e ,   tr a ini ng  s pe e a nd  r e a l - ti me  diagnos is   of   the  meth od  a r e   the   bott lene c ks   r e s tr icting  the   de ve lopm e nt  of   a na log   c ir c uit   f a ult   diagnos is   tec hnology  ba s e on  ne ur a n e twor k.   As   a   pa tt e r r e c ognit ion   method   ba s e on  s tatis ti c a lea r ning  theor y S VM   ha s   many   unique   a dva ntag e s ,   f or   e xa mpl e   s olvi ng  s mall   s a mpl e s ,   n onli ne a r   a nd  high - dim e ns ional  pa tt e r r e c ognit ion,   a nd  c a be   a ppli e to   othe r   mac hine   lea r ning   pr oblems ,   s uc h   a s   f unc ti on   f it ti ng .   How e ve r ,   whe c ons tr u c ti ng  the   opti mal  c las s if ica ti on  hype r plane ,   S VM   only   pa ys   a tt e nti on   to   the  s e pa r a bil it y   be twe e the   da ta  c la s s e s   a nd  ignor e s   the   s tr uc tur a l   inf o r mation   of   the   da ta   withi the   c las s .   T his   r e s ult s   in   the   c las s if ica ti on  bounda r o f   the  da ta  be ing  too   s moot whe the   da ta  ha s   a   n onli ne a r   manif old   s tr uc tur e ,   whic s e r ious ly  a f f e c ts   the  c las s if ica ti on  pe r f or manc e   of   the  S VM .   I p r a c ti c a pr oblems ,   mos of   the  s a mpl e s   a r e   highl c or r e late d,   that   is ,   they  a r e   a lea s pa r ti a ll dis tr ibut e on  a   low - dim e ns ional  manif old.   I pa r t icula r ,   the r e   is   of ten  a   n onli ne a r   r e lations hip  b e twe e the  output   of   the   ge ne r a c ir c uit   a nd  the   f a ult   mec ha nis of   the  c ir c uit .   T he r e f or e ,   the   tr a dit ional  S VM   only  pa ys   a tt e nti on   to  the  int e r - c las s   s pa c ing  inf or mation,   whic is   not   e nough  f or   t he   a na log  c ir c uit   f a ult   diagnos is   c las s if ica ti on  pr oblem.   A pr e s e nt,   the  r e s e a r c r e s ult s   ba s e on  de e lea r ning  a r e   r e latively  f e w   in  a na log  c ir c uit   f a ult   diagnos is .   T he   di f f iculty   in  the   f ield   of   f a ult   diag nos is   li e s   in  the  a djus tm e nt  o f   pa r a mete r s .   T he   p a r a mete r   s e lec ti on  a f f e c ts   the  a c c ur a c of   f a ult   s ign  e xt r a c t ion.   T he r e   is   no   s ys tema ti c   theor e ti c a s ys tem  to   guide  the  a djus tm e nt  of   de e lea r ning  pa r a mete r s .   T he   a dj us tm e nt  of   r e leva nt  pa r a mete r s   of ten  ne e ds   to  be   s e lec ted  a c c or ding  to  a c tual  e xpe r ienc e .     De e lea r ning  t r a ini ng  is   ti me   c ons umi ng.   F o r   m a c hine  lea r ning,   the  ve r if ica ti on  p r oc e s s   of   model   c or r e c tnes s   is   c ompl e a nd  th e   f e a tur e s   f ound  a r e   not  int uit ive  e nough.   F a ult   diagnos is   r e quir e s     the  model  to  ident if the   type  of   f a ult   in  a   ti mely  a nd  r a pid  manne r .   T h is   is   a   dif f icult  point   to  ove r c ome  in    th e   a ppli c a ti on  of   the  de e lea r ning  method.   I thi s   pa pe r ,   we   we r e   ins pir e to  r e c e ive  the  a bove   me thod,   we   pr e s e nt  F OA - L S S VM   model  f or   c i r c uit   f a ult   diag nos is .   T he   e xa mpl e   o f   S a ll e n - Ke ba nd  pa s s   f il te r   c ir c uit   dis play   that  our   r e s ult ing   diagnos ti c   s ys tem  c a e f f e c ti ve ly  c las s if the  f a ult c omponents   of   a na log  c ir c uit s   whe it   is   tes ted,   a nd   it   ha s   a   c ompetit ive  c las s if ica ti on  pe r f o r manc e .       2.   F L OP T I M I Z AT I ON  AL GO RI T HM   F r uit   F ly  Optim iza ti on   Algor it hm   ( F OA )   [ 28 ,   29 ]   is   a e mer ging   s wa r int e ll igent   opti mi z a ti on   a lgor it hm  ba s e on   the   bioni c s   p r inciple  o f   f r uit   f ly   f o r a ging  be ha vio r .   I t   is   ba s e on  the   f ood   s e a r c hing  be ha vior   of   the   f r uit   f ly .   I n   c ompar is on  to   a ny   ot he r   s pe c ies ,   f r uit   f ly   ha s   e xc e pti ona l   olf a c tor y   a n vis ua s e ns e s .   T he   or ga r e s pons ibl e   f or   the  s e ns e   of   s mel with - in  f r uit   f li e s   c a s e a r c of   a ll   kinds   of   s mells   f loating  in  the   a ir ,   a ls it   is   a ble  to   s mell  the   f ood   tas te   that   i ne a r ly   40   km.   I t   ha s   a   buil t - in  ol f a c tor y   or ga n   th a a ll ows   them  to  pick  up  di f f e r e nt  odo r   mol e c ules   in  the  a i r   a n to  de ter mi ne   the  s our c e   of   their   f ood.   T he r e a f t e r ,   it   ge ts   c los e r   to  the  s our c e s ,   a nd  it s   s ha r e ye s ight   wa s   us e to  f ind   f ood,   a ls it   us e s   the  wa ba c to  it s   s wa r m.   F OA 's   ope r a ti on  is   s im ple,   e a s to   im pleme nt ,   a nd   ha s   s tr o ng  loca l   s e a r c c a pa bil it ies .   T he   s teps   f or   a n   it e r a t iv e   s e a r c f or   f ood  by   the   Dr os ophil a   population   a r e   a s   f oll o ws :   -   S tep   1.   De f ine  a   f r uit   f ly   s wa r m’ s   loca ti on   r a ndoml y .       _    _   ( 1 )     -   S tep   2.   Give   f r ui f ly   indi viduals   r a ndom   dis tanc e   a nd  dir e c ti on   to   s e a r c f or   f ood   us ing   their   s e ns e   of   s mell .     { = _ +    = _  +      ( 2 )     -   S tep   3.   S ince   the  pos it ion   of   the  f ood   is   unknown , f ir s of   a ll   , the  dis tanc e   f r om  the   or igi n   ( Dis t i )   is   e s ti mate d,   a nd  then  the  tas te  c onc e ntr a ti on  judgm e nt  va lue   ( S i )   is   c a lcula ted,   whic is   the  inve r s e   of   the   dis tanc e .      =  ( 2 + 2 ) = 1    ( 3 )     -   S tep   4.   S ubs ti tut ing   the   tas te  c onc e ntr a ti on  judg men va lue    ( S i )   int o   the  tas te  c onc e ntr a ti on   judg ment  f unc ti on  ( or   c a ll e f it ne s s   f unc ti on) ,   s that  the  tas te  c onc e ntr a ti on   ( S mell i )   of   the  indi vidual  pos it ion  of     the  f r uit   f ly   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A nalog  c ir c uit   faul t   diagnos is   v ia  F OA - L SS V M   ( Yu   W e nx in )   253   S m e l l =   ( )   ( 4 )     -   S tep   5.   F ind  the  highes t - dos e   f r uit   f ly   in   thi s   popul a ti on    ( maxi mum   va lue)     [        ] = m a x ( S m e l l )   ( 5 )     -   S tep   6.   M a int a in   the  be s s mell  c onc e ntr a ti on  va lu e   a nd  x , y   c oor dinate the  D r os ophil a   s wa r ms   will   de tec thi s   pos it ion  a nd  f ly   towa r ds   it .     {    =    _  = (     ) _  = (     )   ( 6 )     -   S tep   7.   P e r f or m   it e r a ti ve   opti mi z a ti on,   r e pe a s tep s   2 - a nd  de ter mi ne   whe ther   the   tas te   c onc e ntr a ti on  is   be tt e r   than  that   in  the   pr e vious   it e r a ti o n;   if   s o,   go   t s tep  6       3.   L E AST   S QUAR E S   S UP P ORT   VE CT OR  M AC HI NE S   T he   s uppor ve c to r   mac hine  ( S VM )   [ 30 31]   map s   the  s a mpl e   s pa c e   to  a   high - dim e ns ional  or   e ve inf ini te - dim e ns ional  f e a tur e   s pa c e   thr ough  a   non - li ne a r   mapping,   s that  the   non - li ne a r ly  s e pa r a b le  pr oblem  in   the  or igi na l   s a mpl e   s pa c e   is   tr a ns f or med   int o   a   l in e a r ly  s e pa r a b le  pr oblem   in   the   f e a tur e   s pa c e .   S ta r t ing  f r om  the  mac hine  lea r ning  los s   f unc ti on ,   S uyke ns   e a l.   p r opos e a   lea s s qu a r e s   s uppor ve c tor   mac hine     ( L S S VM )   [ 32 ] ,   whic h   us e s   the  s e c o nd  no r m   in   the  objec ti ve   f unc ti on   of   it s   opti mi z a ti on   pr oblem .   T he   e qua li ty   c ons tr a int   c ondit ion   is   us e d   ins tea of   the   inequa li ty  c ons tr a int   c ondit ion   in   the   S VM   s tanda r d   a lgor it hm,   s that  the   op ti mi z a ti on  p r oblem   of   the  L S S VM   meth od  be c omes   a   s olut ion   o f   a   s e t   of   li ne a r   e qua ti ons   obtaine by  Kuhn - T uc ke r   c ondit ion. T his   make s   it   pos s ibl e   to  r e duc e   the  c omput a ti ona l   c ompl e xit y,   incr e a s e     the  ge ne r a li z a ti on  a bil i ty  a nd  the  s olut ion  s pe e wh e the  e xtr e me  c ondit ions   a r e   met,   a nd  it   c a be   e f f e c ti ve ly   a ppli e to  pa tt e r n   r e c ognit ion  a nd   f unc ti on   e s ti mation.   I L S S VM ,   the   r e gr e s s ion  is   e xpr e s s e a s   given  be low:     m in , , ( , ) = 1 2 2 + 2 2 = 1   ( 7 )     . . = ( ) + + , = 1 , 2 , , 1 whe r e     is   the  r e gular iza ti on   pa r a mete r ,   de ter m in ing  the   tr a de of f   be twe e the  f it ti ng   e r r o r   mi nim iza ti on  a nd  s moot hne s s ,   a nd     is   e r r o r   va r iable .   T he   L a gr a ngian  e qu a ti on  is   de f ined  a s   f oll ows :     ( , , , ) = ( , ) [ ( ) + + ] = 1   ( 8 )     o pti mi z e   ( 8) ,   w e   ge t   the  opti mal  s olut ion  o f   the   f ol lowing  c ondit ions :     { = ( ) = 1 , 0 = 1 , = = ( ) + +                                                           ( 9 )     o mi tt ing    a nd    lea ds   to  the   Ka r us h Kuhn T uc ke r   ( KK T )   c ondit ions :     [ ] = [ 0 Ω + / ] [ 0 ]   ( 10 )     w he r e   = [ 1 , 2 , , ] = [ 1 , 2 , , ] = [ 1 , 1 , , 1 ] Ω ( ( ) ( ) ) ×   is   ke r ne f unc ti on   matr ix   r e pr e s e nts   the  identit y   matr ix .   De f ine   ( , ) = ( ) ( ) ,   whic h   is   s a ti s f ied   with   M e r c e r s   c ondit ion.   I n   the   pa e r   W e   c hoos e   Ga us s i a R a dial  B a s is   F unc ti on  ( R B F )   a s   the  ke r ne f unc ti on ,   a s   is   mea n e in:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    251  -   257   254   ( , ) = e xp { | | 2 2 }   ( 11 )     whe r e     int r oduc e s   a   pos it ive   r e a numbe r ,   take int o   a c c ount  a s   the  ke r ne l   f unc ti on .   S o,   the  f ol lowing  r e lations hip  is   f ound  a s   the   f inal   r e s ult :     ( ) = ( , ) + = 1   ( 12 )     I s hould  be   note that   the  pe r f o r manc e   of   the  L S S VM   model  is   s igni f ica ntl a f f e c ted  by   the  ke r ne l   f unc ti on  width  c oe f f icie nt     a nd  the  r e gular iza ti on  f a c tor   ,   the  width  of   the  R B F   is   a f f e c ted  by  the  wi dth  σ,   a nd  the  c ompl e xit a nd   punis hment  a r e   a f f e c ted  by   .       4.   F OA - L S S VM   AL GO RI T HM   I thi s   s e c ti on,   a mong   the   methods   pr opos e in  thi s   pa pe r ,   the   opti mi z a ti on   of   the   L S S VM   c las s if ier   by  F OA   is   s hown  a s   f oll ow s :   -   No 1.   L e us   a s s ume  the  maximum   number   of   it e r a ti ons   ( maxge n) ,   population  s ize   ( s ize pop ) ,   a nd  we   a ls c a r a ndom ly   e mer ge   a   f r ui t   f ly   s wa r m’ s   s tar ti ng   po s it ion  ( I nit X_a xis ,   I nit Y_a xis )   in   or de r   to   c r e a te  r a ndom   f li ght  dis tanc e   ( FR ).   -   No 2.   S ur ppos e   ge n   =   0 ,   it s   a s s igned  that  e a c f r uit   f ly  ( F l y i )   r e s pe c ti ve ly  looks   f or   f ood  towa r   a   r a ndom  di r e c ti on,   a nd   it   goe s   f or   a   r a ndom   a mount   of   d is tanc e .     ( , : ) = _  + ×    ( , : ) = _  + ×    ( 13 )     ,   a r e   C ons tants   whic c a be   s e lec ted.     -   No 3.   C a lcula te  the  dis tanc e   of   the   ini ti a pos it io n   Dis t i ,   then   we   c a de ter mi ne   the  va l ue   of   the  s mell   c onc e ntr a ti on   S i .   P r ogr a m   Dis t i   whic is   de not ed     by   ( D ( i , 1 ) , D ( i , 2 ) ) ,   s we   ha ve :       ( , 1 ) = ( , 1 ) 2 + ( , 1 ) 2   ( , 2 ) = ( , 2 ) 2 + ( , 2 ) 2   ( 14 )     L e t     ( , 1 ) = 1 ( , 1 ) ( , 2 ) = 1 ( , 2 )   ( 15)     s o,   we   c a n   ge the   c onc lus ion  that    is   r e pr e s e nted  b ( ( , 1 ) , ( , 2 ) ) .   L e t’ s   put    int o   the  model   of   L S S VM .   W e   a s s ume  = × ( , 1 ) , 2 = ( , 2 ) ,   whe r e     is   C ons tant   whic c a be   s e lec ted.   [ , ]   a r e   P a r a mete r s   of   L S S V M ,   whic c a be   r e pr e s e nt e by   [ ( , 1 ) , ( , 2 ) ] .   As     the  r e s ult   o f   c las s if ica ti ons ,   the  s mell   c onc e ntr a ti o c a be   c a lcula ted    ,   whic h   is   us e to   be   the   mea s qua r e   e r r or   ( R M S E )   in   or de r   to  mea s ur e   the  p r e dicte a nd  a c tual   va lue.     is   a   s a mpl e   c a pa c it y,     i s   a   mea s ur e va lue,   a nd  ̂   is   a   pr e dictive   va lue.      = 1 ( ̂ ) 2 = 1   ( 16 )     -   No. 4.   S ur ppos e ge n   =   ge n   +   1 ,   a c c or ding   to   ( 13) - ( 1 5)   it e r a ti ons ,   a nd  put   the  va lue   of   it e r a ti ons   int o   L S S VM   model.   T he r e a f ter ,   c a lcula te   t he   s mell  c onc e ntr a ti o n.   -   No.   5 .   W he ge n   r e a c he s   the  maximum   it e r a ti ons ,   it   c a de c ide  to   s top.   T he n,   we   will   ha ve   the  be s model   that   mee ts   L S S VM   model  pa r a mete r s .   Othe r wis e ,   we   will   r e tu r to   N o . 2 .   -   No.   6 .   W e   ge the  opti mi z e pa r a mete r s ,   a nd  we   e s tablis F OA - L S S VM   models .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A nalog  c ir c uit   faul t   diagnos is   v ia  F OA - L SS V M   ( Yu   W e nx in )   255   5.   I L L UST RA T I VE   E XA M P L E   T h e   S a ll e n - Ke y   is   t e s ted   a s   a   l owp a s s   f il te r   c ir c u it   t v e r i f y   e f f e c ti ve ne s s   a n d   c o r r e c t ne s s   i n   th is   s e c ti on .   T h e   r e s is t o r s   a n d   c a pa c i to r s   a r e   a s s u me d   t o   m e e t   5%   t o le r a n c e s   r e s pe c t ive l y .   T he   S a ll e n - Ke y   ba nd pa s s   f i l t e r   i n   F i g u r e   un de r   C 1 ,   C 2 ,   R a n R va r y   wi th in   the i r   t o le r a nc e s .   N F   r e p r e s e n ts   n on - f a ul c l a s s .   T he   nor mal  va lues   f or   e a c c omponent  a r e   s hown  in  T a ble  1 .   R e s is tor s   a nd  c a pa c it or s   ha ve   5%   tol e r a nc e s   r e s pe c ti ve ly.   E ve r no r mal  va lue  is :   1 = 5  ,   2 = 5  ,   1 = 1 Ω ,   2 = 3 Ω ,   3 = 2 Ω ,   4 = 5 = 4 Ω .   He r e ,   we   s uppos e   r e s is tor s   a nd   c a pa c it or s   in   thi s   int e r va l   [ ( 50% , 95% ) ( 105% , 150% ) ]   (   is   the   r e g ular   va lue) .   T he f a ult s   c a be   c las s if ied  to   8   f a ult   pa tt e r n :   C 1 ,   C 1 ,   C 2 ,   C 2 ,   R 2 ,   R 2 ,   R 3 ,   R 3 .   I th is   wa y,   tr a ini ng   a nd  tes s a mpl e s   ge ne r a ted  a f ter   pr e pr oc e s s ing  c a be   tr a ined  a nd  tes ted  a f ter   F OA - L S S VM   opti mi z a ti on T h e   s ingl e   f a ult   c a tegor ies   a nd   the   nomi na l   a nd  f a ult   c omponent  va lues   f o r   the   S a ll e n - Ke ba ndpa s s   f il ter   a r e   li s ted  in   T a ble  1.           F igur e   1.   S a ll e n - Ke ba ndpa s s   f il ter       T a ble  1.   S ingl e   f a ult   c las s e s   a nd  the  nomi na a nd   f a ult c omponent  va lues   F a ul c ode   F a ul c l a s s   N or ma l   F a ul ty  va lu e   1   C 1↑   5nF   7.5nF   2   C 1↓   5nF   2.5nF   3   C 2↑   5nF   7.5nF   4   C 2↓   5nF   2.5nF   5   R 2↑   3kΩ   4.5kΩ   6   R 2↓   3kΩ   1.5kΩ   7   R 3↑   2kΩ   3kΩ   8   R 3↓   2kΩ   1kΩ   9   NF   -   -       W e   c a r r out  50   ti mes   M onte  C a r lo  a na lys is   to  th e   diagnos is   c ir c uit   by  P S p ice   10. 5   s of twa r e   whe r e   the  a c quis it ion  va lue  of   the  output   volt a ge   Vout  a s   s our c e   da ta,   thr ough   Ha a r   wa ve let  tr a ns f or a nd  f a ult   da ta  whic we r e   obtaine 450   s a mpl e s ,   of   whic 40 %   wi ll   be   us e a s   tr a ini ng   da ta  s a mpl e ,   60 %   o f   the   da ta  a s     a   tes s a mpl e s .   W e   s uppos e   the  f r uit   f ly   population  is   100,   a nd  the  number   o f   it e r a ti ons   is   30  s teps f li e s   s wa r or igi na pos i ti on  is   a   r a ndom  ge ne r a tor   by  mat lab  r a nds   f unc ti on.   Af ter   the  s im ulation,   F OA - L S S VM   opti mi z a ti on  it e r a ti on   c onve r ge nc e   is   s hown  in   F ig ur e   2 .   W e   c a s e e   that   F OA - L S S VM   opti mi z a ti on  it e r a ti on  s teps   c onve r ge   to  0. 02,   whe the  it e r a ti on  s tep  is   be twe e 1109  a nd  2699  unde r   the  loca l   opti mal  a r e a .   Ac c or ding  to  s e ve r a tes t s   of   the  downw a r tr e nd ,   we   ha ve   f ound  that  the  opti mal  it e r a ti on  c a c onve r ge   to   4000  s teps .   F inally,   we   ha ve   obtaine the  opti mal   pa r a mete r s   ( s e e   T a ble   2) .   As   is   s e e f r om  T a ble   3,   f ive  kin ds   o f   f a ult   modes   c a diagnos e   the  c or r e c one s .   T he n,   NF,   C 1↓,   R 2↓   f a ult   modes   of   7   tes ted  s a mpl e   da ta  a r e   diagnos e uns uc c e s s f ul.   Us ing  the  opt im ize pa r a mete r s   is   c l a s s if ied,   diagnos ti c   a c c ur a c of   S a ll e n - Ke ba nd - pa s s   f il ter   c ir c uit   is   97. 04 %   by   F OA - LS S VM   methods .     LM 124 + 3 - 2 V+ 4 V- 11 OU T 1 R2 3k R5 4k R4 4k R3 2k C1 5n C2 5n out R1 1k V1 1Vac 0Vdc 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    251  -   257   256       F igur e   2.   T r a ini ng  e r r or   of   e a c it e r a ti on       T a ble  2.   S ingl e   f a ult   diagnos ti c   tes pa r a mete r   r e s u lt s   S iz e pop   ma xge n   ga mbe s t   s ig be s t   100   30   2.0521   0.0806   X _a xi s   Y _a xi s   [ - 6.4958, - 6.9183]   [ 10.3066,10.4556]       T a ble  3.   S a ll e n - Ke ba nd - pa s s   f il ter   c ir c uit   s ingl e   f a ult   diagnos is     NF   C 1↑   C 1↓   C 2↑   C 2↓   R 2↑   R 2↓   R 3↑   R 3↓   NF   27     1         2       C 1↑     30                 C 1↓   2     27   ( I nf )               C 2↑       1   30             C 2↓           30           R 2↑             30         R 2↓   1             28       R 3↑                 30     R 3↓                   30       6.   CONC L USI ON   I thi s   pa pe r ,   the  us e   of   F OA   ha s   a   good   gl oba s e a r c hing  a bil it li nke with   L S S VM   in     pa tt e r r e c ognit ion  of   s upe r ior   pe r f or manc e .   W e   pr e s e nt  F OA - L S S VM   model  c ir c uit   f a ult   diagnos is   a s     the   S a ll e n - Ke ba nd - pa s s   f il ter ,   whic s hows   tha t   the   a lgor it hm   obvious ly   im pr ove s   the  a c c ur a c y   of   f a ult   diagnos is   a nd  r e c ognit ion   o f   f a ult s .   T his   s hows   tha the   method   is   a e f f ica c ious   a nd   r e li a ble   method   f or   f a ult   diagnos is   of   a na log  c ir c uit s .       RE F E RE NC E S   [1 ]   G .   Fed i R.   G i o mi S.   Man et t i et   a l . ,   A   s y m b o l i ap p ro ach   fo t e s t a b i l i t y   ev al u at i o n   i n   fa u l t   d i a g n o s i s   o n o n l i n ear   an al o g   ci rc u i t s ,”   IE E E   I n t e r n a t i o n a l   S ym p o s i u m   o n   Ci r c u i t s   S ys t e m s ,   2 0 0 2 .   [2 ]   J .   Pan g   an d   J .   St arz y k ,   Fau l t   D i a g n o s i s   i n   Mi x e d - Si g n a l   L o w   T es t ab i l i t y   Sy s t em ,”   A n a l o g   In t e g r a t e d   Ci r c u i t s   a n d   S i g n a l   P r o ce s s i n g ,   v o l .   28 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 1 - 1 7 2 ,   2 0 0 1 .   [3 ]   F.   G ras s o A .   L u ch et t a S.   Man et t i et   a l . ,   Sy mb o l i T ech n i q u es   fo t h Se l ect i o n   o T e s t   Fre q u e n ci e s   i n   A n a l o g   Fau l t   D i a g n o s i s ,”   A n a l o g   In t eg r a t ed   Ci r cu i t s   a n d   S i g n a l   P r o ce s s i n g v o l .   40 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 5 - 2 1 3 ,   2 0 0 4 .   [4 ]   F.   G ras s o ,   A .   L u ch et t a,   S.   Man et t i ,   et   al . ,   A   Met h o d   fo t h A u t o mat i Sel ect i o n   o T es t   Freq u e n ci e s   i n   A n al o g   Fau l t   D i a g n o s i s , ”  IE E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   In s t r u m e n t a t i o n   a n d   M ea s u r em e n t ,   v o l .   5 6 ,   n o .   6 ,   p p .   2 3 2 2 - 2 3 2 9 ,   2 0 0 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         A nalog  c ir c uit   faul t   diagnos is   v ia  F OA - L SS V M   ( Yu   W e nx in )   257   [5 ]   M .   T ad eu s i e w i cz A K u cz y ń s k i an d   S H g as ,   Ca t a s t ro p h i Fau l t   D i a g n o s i s   o Cert a i n   C l as s   o   N o n l i n ear  A n a l o g   Ci rcu i t s ,”   Ci r c u i t s   S ys t em s   a n d   S i g n a l   P r o ces s i n g v o l .   3 4 ,   n o .   2 ,   p p .   3 5 3 - 3 7 5 ,   2 0 1 4 .   [6 ]   Y u   W .   X . ,   Su i   Y . ,   W an g   J .,   T h Fau l t s   D i ag n o s t i A n a l y s i s   fo A n a l o g   Ci rc u i t   Bas ed   o n   FA - TM - E L M,   Jo u r n a l   o f   E l ec t r o n i Tes t i n g - Th e o r a n d   A p p l i ca t i o n s v o l .   3 2 ,   n o .   4 ,   p p .   4 5 9 - 4 6 5 ,   2 0 1 6 .   [7 ]   M.   K h an l ari   a n d   M.   E h s an i an ,   A n   Im p ro v ed   K FCM  Cl u s t er i n g   Met h o d   U s ed   f o Mu l t i p l Fau l t   D i a g n o s i s   o A n a l o g   Ci rcu i t s , ”  Ci r c u i t s S y s t e m s an d   S i g n a l   P r o ce s s i n g v o l .   3 6 ,   n o .   9 ,   p p .   3 4 9 1 - 3 5 1 3 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   X .   T an g A .   X u R.   Li e t   al . ,   Si m u l a t i o n - Ba s ed   D i ag n o s t i M o d e l   fo r   A u t o mat i T e s t a b i l i t y   A n a l y s i s   o A n a l o g   Ci rcu i t s , ”  IE E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   C o m p u t er - A i d ed   D e s i g n   o f   In t eg r a t ed   C i r c u i t s   a n d   S ys t em s v o l .   3 7 ,   n o .   7   pp.   1 4 8 3 - 1 4 9 3 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   M.   T ad eu s i e w i cz   a n d   S.   H al g as ,   A   Me t h o d   f o L o ca l   Paramet r i Fau l t   D i a g n o s i s   o Bro a d   Cl a s s   o A n a l o g   In t e g rat e d   Ci rcu i t s , ”  IE E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   I n s t r u m e n t a t i o n   a n d   M e a s u r e m en t v o l .   6 7 ,   n o .   2 ,   p p .   3 2 8 - 3 3 7 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   Y .   X i a o   an d   Y .   He ,   A   n o v el   a p p r o ach   f o an a l o g   fau l t   d i a g n o s i s   b as e d   o n   n e u ral   n et w o r k s   a n d   i mp r o v e d   k er n el   PCA , ”  Neu r o co m p u t i n g v o l .   7 4 ,   n o .   7 ,   p p .   1 1 0 2 - 1 1 1 5 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   Y .   L o n g Y .   X i o n g Y .   He et   a l . ,   A   n ew   s w i t ch e d   cu rr en t   ci rc u i t   fau l t   d i ag n o s i s   ap p ro ac h   b a s ed   o n   p s eu d o ra n d o m   t es t   an d   p rep r o ces s   b y   u s i n g   en t ro p y   a n d   H aar  w av e l e t   t ra n s f o rm , ”  A n a l o g   In t e g r a t e d   Ci r c u i t s   a n d   S i g n a l   P r o ces s i n g v o l .   9 1 ,   n o .   3 ,   p p .   4 4 5 - 4 6 1 ,   2 0 1 7 .   [1 2 ]   F.   A mi n i an   a n d   M.   A mi n i a n ,   Fau l t   D i a g n o s i s   o A n a l o g   C i rcu i t s   U s i n g   Ba y es i an   N eu ra l   N et w o r k s   w i t h   W av el et   T ran s fo rm  as   Prep r o ces s o r , ”  Jo u r n a l   o f   E l ec t r o n i Tes t i n g Th eo r a n d   A p p l i ca t i o n s v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p p .   29 - 36 ,   2 0 0 1 .   [1 3 ]   P.   D .   Q i n Y.   P.   Q i n an d   A.   H .   Z h an g ,   A n   Im p ro v ed   Fau l t s   D i a g n o s i s   St ra t eg y   o f   A n al o g   C i rcu i t   O n l i n U s i n g   Ke rn e l   Fu zzy   C - Mean s   fo t h U n k n o w n   Fau l t , ”  A d va n c ed   M a t er i a l s   R e s ea r ch v o l .   7 1 2 - 7 1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 5 2 - 1 9 5 5 2 0 1 3 .   [1 4 ]   B.   Can n as A .   Fa n n i S.   Man et t e t   al . ,   N e u ral   n e t w o rk - b a s ed   a n al o g   fa u l t   d i a g n o s i s   u s i n g   t e s t a b i l i t y   a n al y s i s ,   Neu r a l   Co m p u t i n g   A p p l i ca t i o n s v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   288 - 2 9 8 ,   2 0 0 4 .   [1 5 ]   M.   A .   El - G amal   an d   M.   D.   A .   Mo h ame d ,   E n s emb l e s   o N eu ral   N et w o r k s   fo Fa u l t   D i a g n o s i s   i n   A n al o g   Ci r cu i t s , ”  Jo u r n a l   o f   E l ect r o n i Tes t i n g T h eo r a n d   A p p l i c a t i o n s v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 3 - 3 3 9 ,   2 0 0 7 .   [1 6 ]   A .   K av i t h ama n i V .   Ma n i k an d an a n d   N .   D ev ara j an ,   S o ft   Fa u l t   Cl a s s i fi ca t i o n   o A n a l o g   Ci rcu i t s   U s i n g   N et w o rk   Paramet ers   an d   N e u ral   N e t w o rk s , ”  Jo u r n a l   o f   E l ec t r o n i c   Tes t i n g ,   v o l .   2 9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 3 7 2 4 0 ,   2 0 1 3 .   [1 7 ]   F.   G ras s o A .   L u ch et t a an d   S.   Man et t i , “ A   n ew   mu l t i - v a l u e d   n eu ra l   n e t w o rk   fo t h ex t ract i o n   o l u m p ed   mo d e l s   o an al o g   ci rc u i t s , ”  A n a l o g   In t eg r a t ed   Ci r cu i t s   a n d   S i g n a l   P r o ces s i n g v o l .   7 3 ,   n o .   1 ,   p p .   13 - 20 ,   2 0 1 2 .   [1 8 ]   A.   A.   A.   M.   A mi ru d d i n H .   Z ab i ri S. A . A .   T aq v i et   al . ,   N eu ra l   n et w o r k   ap p l i ca t i o n s   i n   fau l t   d i ag n o s i s   an d   d e t ect i o n :   an   o v er v i e w   o i mp l emen t at i o n s   i n   en g i n eer i n g - re l at e d   s y s t em s , ”  Neu r a l   Co m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s   pp.   1 26 ,   2 0 1 8 .   [1 9 ]   S.   K .   J es w a l   an d   S.   Ch ak ra v ert y , “ Recen t   D e v el o p m en t s   an d   A p p l i ca t i o n s   i n   Q u a n t u N e u ral   N e t w o rk :   A   Rev i e w , ”  A r c h i ve s   o f   C o m p u t a t i o n a l   M e t h o d s   i n   E n g i n eer i n g ,   p p .   1 - 15 ,   2 0 1 8 .   [2 0 ]   Q   Ma Y .   He an d   F.   Z h o u ,   A   n e w   d eci s i o n   t ree  a p p ro ac h   o f   s u p p o r t   v ec t o r   mach i n f o a n al o g   ci rc u i t   f au l t   d i a g n o s i s , ”  A n a l o g   In t e g r a t e d   Ci r cu i t s   a n d   S i g n a l   P r o ce s s i n g v o l .   8 8 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 5 - 4 6 3 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   J.   Z.   So n g C.   Y .   G u o an d   H.   S.   L i u ,   Sel ect i v SV M   E n s em b l Bas o n   Cl u s t er i n g   A n a l y s i s   A p p l y   fo A n a l o g   Ci rcu i t   Fau l t   D i a g n o s i s   w i t h   Smal l   Samp l e s , ”  A p p l i ed   M ech a n i c s   a n d   M a t e r i a l s v o l .   3 8 0 - 3 8 4 ,   p p .   8 4 1 - 8 4 5 ,   2 0 1 3 .   [2 2 ]   C.   Z h an g Y .   He L .   Y u a n et   a l . ,   A   N o v el   A p p ro ac h   f o D i a g n o s i s   o A n a l o g   Ci rc u i t   Fau l t   b y   U s i n g   G MK L - S V an d   PSO , ”  Jo u r n a l   o f   E l ec t r o n i Tes t i n g v o l .   3 2 ,   n o .   5 ,   p p .   5 3 1 - 5 4 0 ,   2 0 1 6 .   [2 3 ]   D .   G rzech ca   an d   J .   Ru t k o w s k i ,   Fau l t   d i ag n o s i s   i n   an a l o g   e l ect r o n i ci rc u i t s - t h S V ap p r o ac h , ”  M et r o l o g a n d   M ea s u r em e n t   S y s t e m s v o l .   1 6 ,   n o .   4 p p .   5 8 3 5 9 8 ,   2 0 0 9 .   [2 4 ]   C.   W .   Hsu   an d   C.   J .   L i n ,   co mp ar i s o n   o met h o d s   fo mu l t i - c l as s   s u p p o rt   v ec t o mach i n e s , ”  IE E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   Neu r a l   Net w o r k s v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   4 1 5 4 2 5 ,   2 0 0 2 .   [2 5 ]   Y .   X u e - L o n g an d   S.   W e i ,   A p p l i ca t i o n   o f   D BN   i n   A n al o g   C i rcu i t   Fau l t   D i a g n o s i s , ”  M i c r o e l ect r o n i c s     Co m p u t er 2 0 1 6 .   [2 6 ]   G.   H .   Z h ao an d   W.   Y .   L iu A   n o v e l   a p p r o ach   f o an a l o g   ci rc u i t   fau l t   d i a g n o s i s   b as e d   o n   D ee p   Bel i ef  N e t w o rk ,   M ea s u r em e n t v o l .   1 2 1 p p .   1 7 0 - 1 7 8 ,   2 0 1 8 .   [2 7 ]   Y .   J i n g P.   Q i a n g ,   a n d   P.   H o n g b i n g , “ Fa u l t   d i a g n o s i s   me t h o d   o an a l o g   c i rcu i t s   b a s ed   o n   t em p o ra l   C N N , ”  E l ec t r o n i c   M ea s u r em e n t   Tech n o l o g y ,   v o l .   4 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 8 - 1 3 2 ,   2 0 1 9 .   [2 8 ]   W.   T .   Pan A   N ew   Fru i t   Fl y   O p t i m i zat i o n   A l g o ri t h m:   T ak i n g   t h Fi n a n ci a l   D i s t res s   Mo d e l   as   an   E x am p l e ,   Kn o wl e d g B a s ed   S ys t em s v ol .   26 p .   69 - 7 4 ,   2 0 1 1 .   [2 9 ]   J .   Z h o u ,   C.   W a n g ,   a n d   B.   H e , “ Fo reca s t i n g   mo d el   v i L SSV w i t h   mi x ed   k ern e l   an d   FO A , ”  Co m p u t e r   E n g i n ee r i n g   a n d   A p p l i ca t i o n s ,   v o l .   51 ,   n o .   4 ,   p p .   1 3 3 - 1 3 7 ,   2 0 1 5 .   [3 0 ]   H .   Y u n y a n P.   Mi n fan g T .   C h en g l a i ,   an d   T .   H u A n a l o g   C i rcu i t   Fa u l t   D i a g n o s i s   U s i n g   Mu l t i - w a v el e t   T ran s f o rm  an d   S V M ,   D i g i t a l   M a n u f a c t u r i n g   a n d   A u t o m a t i o n   ( ICD M A ) 2 0 1 2   T h i r d   I n t er n a t i o n a l   C o n f er e n ce G u i L i n   p p .   2 1 4 - 2 1 7 ,   2 0 1 2 .   [3 1 ]   A .   Z h an g   an d   C.   Ch e n Fau l t   d i a g n o s i s   b a s ed   s emi - s u p e rv i s ed   g l o b a l   L SSV f o an a l o g   ci r cu i t ,   M e ch a t r o n i c s   a n d   Co n t r o l   (ICM C) 2 0 1 4   In t er n a t i o n a l   Co n f e r en ce J i n z h o u p p .   7 4 4 - 7 4 8 ,   2 0 1 4 .   [3 2 ]   Su y k e n s ,   J .   A .   K . ,   an d   J .   V an d ew a l l e.   " L eas t   Sq u ares   Su p p o r t   V ec t o r   Mach i n C l as s i f i ers . "   Neu r a l   P r o ce s s i n g   Let t e r s ,   v o l .   9 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 3 - 3 0 0 ,   1 9 99 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.