[发明专利]一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统

权利要求书

1.一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，包括FPGA芯片，与FPGA芯片连接并用于采集功放工作状态信息的高速AD采集芯片，与FPGA芯片连接的Flash芯片，以及与FPGA芯片连接用于实现人机互动的LCD显示屏；所述FPGA芯片包括信号相互传递的AD采样控制模块、FIFO模块、数据预处理模块、卷积神经网络模块和LCD显示驱动模块，其中，AD采样控制模块与高速AD采集芯片相互传递信号用于获取功放工作状态信息，卷积神经网络模块根据功放工作状态信息进行故障预警分析，LCD显示驱动模块向LCD显示屏传递功放运行实时数据以及故障预警结果。

2.根据权利要求1所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述卷积神经网络模块的构建包括软件端训练网络和硬件端实现网络。

3.根据权利要求2所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述软件端训练网络构建的具体步骤如下：

(A11)在TensorFlow上用Python语言搭建卷积神经网络；

(A12)根据功放运行历史数据作为数据库训练网络，并由此得到训练完成后的模型；

(A13)将训练好的网络的各权值参数经过浮点转定点的量化处理后生成FPGA芯片中ROM可以读取的COE文件。

4.根据权利要求3所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述步骤(A12)中根据功放运行历史数据作为数据库，随机选取其中80％的数据作为训练集数据，20％的数据作为测试集数据来训练整个网络，并由此得到训练完成后的模型。

5.根据权利要求2所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述硬件端实现网络构建的具体步骤如下：

(A21)在Vivado平台用Verilog HDL语言根据流水线设计思想搭建硬件网络环境；

(A22)将步骤(A13)中训练好的网络权值参数以COE文件的形式流入到网络中并验证网络的准确性；

(A23)逻辑综合、布局布线、生成bit流文件。

6.根据权利要求1所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述高速AD采集芯片的具体采集流程如下：

(B1)FPGA芯片将AD采样控制模块的CONVST引脚信号由低变高，开启AD转换；

(B2)AD采样控制模块判断BUSY信号是否由低变高，如果是则进行下一步，如果不是则继续判断；

(B3)AD转换结束，并将转换结果发送给FPGA芯片。

7.根据权利要求1所述的一种对功放进行在线健康监测与故障预警的系统，其特征在于，所述高速AD采集芯片用于采集功放的温度信息、输入功率信息、功放电压信息、功放电流信息、输出功率信息和反射功率信息。