專(zhuān)利名稱:基于粒子群算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種模擬電路故障診斷方法,特別涉及一種基于粒子群算法 的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。
背景技術(shù):
模擬電路故障診斷技術(shù)自20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究以來(lái),取得不少成就, 研究者們提出了很多方法,其中元件參數(shù)辨識(shí)方法要求提供較多的診斷用信 息,需要特定的數(shù)學(xué)模型,且數(shù)學(xué)運(yùn)算費(fèi)時(shí)長(zhǎng)。而模式識(shí)別方法無(wú)須數(shù)學(xué)模 型,只須運(yùn)用特定的運(yùn)算規(guī)則,將測(cè)量空間映射到?jīng)Q策空間,避免了繁雜的 數(shù)學(xué)運(yùn)算,因而大大縮短了時(shí)間,只須有限的故障信息,即能斷定網(wǎng)絡(luò)中的 元件故障,而且實(shí)施比較方便,具有較好的實(shí)用前景。模式識(shí)別方法主要采用基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障判 斷,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可塑性強(qiáng),具有良好的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、極強(qiáng)的非線 性逼近、大規(guī)模并行處理和容錯(cuò)能力等特點(diǎn)。但BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也存在著容易陷 入局部極小、泛化能力較弱或很差和網(wǎng)絡(luò)的收斂速度較慢的缺陷。 發(fā)明內(nèi)容為解決模擬電路故障診斷方法存在的上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種基 于粒子群優(yōu)化算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案包括以下步驟1) 對(duì)待測(cè)電路進(jìn)行靈敏度分析,確定電路的測(cè)試節(jié)點(diǎn);2) 針對(duì)典型故障情況,在樣本提取節(jié)點(diǎn)采樣信號(hào),對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行小包消噪分解,提取各頻帶內(nèi)信號(hào)的能量特征作為候選特征向量;3) 對(duì)所提取的候選特征向量進(jìn)行主元分析和歸一化處理,得到故障特征 向量;4) 將故障特征向量作為訓(xùn)練樣本輸入經(jīng)過(guò)粒子群算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)中,訓(xùn)練樣本訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使其誤差平方和小于期望誤差,并將訓(xùn)練 后的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值、閾值及誤差存于存儲(chǔ)器中;5) 將被測(cè)電路實(shí)際測(cè)量信號(hào)進(jìn)行小波包變換,提取故障特征向量,輸入 訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出即為故障類(lèi)型。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明中采用基于小波包變換的候選故障特征 向量的提取,提高了故障的分辨率;通過(guò)基于候選故障特征經(jīng)主元分析和歸 一化處理形成故障特征,有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮和特征的提取,并消除了原 變量因量綱不同和數(shù)值差異太大而帶來(lái)的影響,同時(shí)減少了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入, 從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu);通過(guò)用粒子群優(yōu)化算法來(lái)替代BP算法中的梯度下 降法來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)(權(quán)值和閾值),能夠改善BP算法的性能,有效地 減少了算法的迭代次數(shù),使其不易陷入局部極小,以增強(qiáng)泛化性能。這種融 合智能的故障診斷方法不僅降低了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入?yún)?shù)的維數(shù),便于充分利用 其自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和容錯(cuò)能力強(qiáng)的特點(diǎn),提高了故障診斷的速度和精度。
圖1為本發(fā)明中小波包分解示意圖。圖2為本發(fā)明中基于小波包分解的故障特征信號(hào)提取的方框圖。 圖3為本發(fā)明中采用粒子群算法優(yōu)化BP算法的方框圖。 圖4為本發(fā)明中三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型結(jié)構(gòu)5為本發(fā)明中基于粒子群算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的方 框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明采用基于粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模擬電路故障診斷過(guò)程如下1) 對(duì)待測(cè)的模擬電路進(jìn)行靈敏度分析,確定可測(cè)節(jié)點(diǎn),再給電路施加激勵(lì)信號(hào)U(i),在可測(cè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)V(o)。2) 將測(cè)量的激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)V(o)作小波包變換消噪處理,提取各頻帶內(nèi)信 號(hào)的能量特征作為候選特征向量。3) 對(duì)所提取的候選特征向量進(jìn)行主元分析和歸一化處理,得到故障特征 向量F。上述步驟中將測(cè)量的激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行小波包變換就是將激勵(lì)響應(yīng)信號(hào) 通過(guò)兩組濾波器進(jìn)行濾波,得到信號(hào)的低頻信號(hào)和高頻信號(hào);再通過(guò)對(duì)低頻 信號(hào)和高頻信號(hào)的進(jìn)一步分解,可以得到下一尺度函數(shù)上的低頻信號(hào)和高頻 信號(hào),依次類(lèi)推,可以得到經(jīng)過(guò)N層小波包分解后的低頻信號(hào)和高頻信號(hào),分 解后的小波系數(shù)即為候選特征向量。圖2為基于小波包分解的故障特征信號(hào)提取的方框圖。以含噪聲信號(hào)的小 波特征向量提取為例, 一個(gè)含噪聲信號(hào)的基本模型可以表示為 s(") = /(") + CTe("),"為采樣間隔,/(w)為特征信號(hào),e(w)為噪聲信號(hào)。對(duì)含噪聲信號(hào)進(jìn)行消噪分解,將去噪細(xì)節(jié)系數(shù)和輪廓系數(shù)一起構(gòu)成候選特征向 量,再將分解后各尺度函數(shù)空間子頻帶內(nèi)信號(hào)能量,按尺度順序排列成的向 量即為特征向量,其具體步驟為(l)原始信號(hào)采樣序列N層正交小波包分解,得到各尺度函數(shù)空間上的低頻和高頻小波包分解系數(shù)序列^和d,。(2) 對(duì)高頻系數(shù)進(jìn)行消噪處理。(3) 求各層小波分解系數(shù)(包括低頻與高頻系數(shù))序列的采樣點(diǎn)能量。(4) 特征向量的構(gòu)造當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí),會(huì)對(duì)各頻帶內(nèi)的采樣點(diǎn)能量有 較大的影響,故以能量為元素可以構(gòu)成特征向量F, F的構(gòu)造如下考慮L類(lèi)故障識(shí)別問(wèn)題,設(shè)樣本的k層小波包分解的各頻段的能量值為<formula>formula see original document page 7</formula>, Emax:max(E),Emin=min(E),<formula>formula see original document page 7</formula> (/ = 0, 1,2,…) 五max各能量值為:<formula>formula see original document page 7</formula>根據(jù)Monte-Carlo分析的結(jié)果,設(shè)求出第z'和/類(lèi)故障模式的能量特征值的 均值和方差向量分別為//"、 ,A、 cr^和o"y,p定義第z'類(lèi)和第y'類(lèi)故障模式的能量特征值的均值之差的絕對(duì)值與其方差平方和之比J"jj)為<formula>formula see original document page 7</formula>
則第K層/類(lèi)和/類(lèi)故障模式的能量特征值的均值差的絕對(duì)值與其方差平方和之比j似&)的和為<formula>formula see original document page 7</formula>,因此小波包分解的層數(shù)k應(yīng)滿足<formula>formula see original document page 7</formula>,即對(duì)某小波進(jìn)行分解時(shí),如果進(jìn)一步分解使<formula>formula see original document page 7</formula>增大,則繼續(xù)執(zhí)行,否則該系數(shù)不再分解。求得滿足要求的k后,將各厶按值的大小進(jìn)行 排列為/"2J/2^.々/^,設(shè)巧j-(^^^;^〉0,"e[力,凡]}(入為一大于零的常數(shù)),則最后的特征值為 <formula>formula see original document page 7</formula>候選特征向量經(jīng)過(guò)主元分析(PCA)后,消除信號(hào)中的冗余分量,減少了神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入空間的維數(shù),歸一化后形成故障特征向量,作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練 樣本和檢驗(yàn)樣本。將故障特征向量作為樣本輸入經(jīng)過(guò)粒子群算法優(yōu)化后的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分類(lèi),從而對(duì)模擬電路進(jìn)行故障診斷。圖3為基于粒子群算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法優(yōu)化過(guò)程的方框圖,用 …,X^)表示一組參數(shù),向量X中的每一維表示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值或閾值的值,d為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中所有權(quán)值和閾值的個(gè)數(shù),粒子的適應(yīng) 度函數(shù)表示為/=1其中~=欲1)2 (2)n為樣本個(gè)數(shù),!^為第i個(gè)樣本的第j個(gè)理想輸出值,A.為第i個(gè)樣本的第j 個(gè)實(shí)際輸出值,p叩Index^,…,popSize, popSize為粒子種群規(guī)模,即粒子的 個(gè)數(shù)。其優(yōu)化過(guò)程具體包括1) 初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),即設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱含層和輸出層的神 經(jīng)元個(gè)數(shù),其中輸出層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)由故障類(lèi)型個(gè)數(shù)確定;2) 初始化粒子群及每個(gè)粒子的速度① 粒子位置、速度向量的維數(shù)(dimSize為粒子種群規(guī)模,即粒子個(gè)數(shù))&!1^26=輸入層至隱含層的連接權(quán)值個(gè)數(shù)+隱含層至輸出層的連接權(quán)值個(gè)數(shù)+隱含層的閾值個(gè)數(shù)+輸出層的閾值個(gè)數(shù)。② 在初始化粒子群及每個(gè)粒子速度時(shí),先初始化一二維矩陣X,前面dimSize列表示粒子位置的各維,后面dimSize列表示粒子速度的各維,最后一列表 示粒子的適應(yīng)度。③初始化每一個(gè)粒子的個(gè)體極值和全局最優(yōu)解。3) 計(jì)算每個(gè)粒子的適應(yīng)度O先輸入一個(gè)粒子,對(duì)每一個(gè)樣本而言,都可以 按BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前向計(jì)算方法計(jì)算出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的輸出值,再按(2)式計(jì)算出 其誤差;同樣的方法,計(jì)算出所有樣本的誤差; 再按(l)式計(jì)算出所有樣本的均方差,即該粒子的適應(yīng)度。 ②返回到①步驟,繼續(xù)輸入其它粒子,直至計(jì)算出所有粒子的適應(yīng)度。(a) 為了計(jì)算方便,把初始化粒子矩陣中從1到D^HN列的各元素賦給輸入 層到隱含層的權(quán)值矩陣IN*HN+1到IN*HN+HN*ON列各元素分別賦給隱 含層到輸出層的權(quán)值矩陣,IN*HN+HN*ON+l到IN*HN+HN*ON+HN列 各元素分別賦給隱含層的閾值,IN*HN+HN*ON+HN+l到 IN*HN+HN*ON+HN+ON的各元素分別賦給輸出層的閾值。其中,IN為輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù),HN為隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù),ON為輸出層 神經(jīng)元個(gè)數(shù)。(b) 在使用BP算法的前向傳播計(jì)算時(shí),參見(jiàn)圖4,隱含層使用Sigmoid函數(shù), 輸出層的計(jì)算使用線性Purdine函數(shù)。因?yàn)樵贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,當(dāng)網(wǎng) 絡(luò)的最后一層采用曲線函數(shù)時(shí),輸出層被限制在一個(gè)很小的范圍內(nèi),如果 采用線性函數(shù),則輸出可為任意值。因此,在MATLAB中設(shè)計(jì)BP神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò),最后一層采用線性函數(shù),即/(%) = %。4) 比較適應(yīng)度,確定每個(gè)粒子的個(gè)體極值點(diǎn)和全局最優(yōu)極值點(diǎn) 當(dāng)Prw""尸^,時(shí),有4,, =Pr^" 6ew = ^;否則/^,不變;當(dāng)Pr"e""g^,時(shí),有-Pr^e^g^, = ^;否則g^,不變;其中,Present為當(dāng)前粒子的適應(yīng)度,尸6^為粒子的個(gè)體極值,&&,為全局最優(yōu)值。5) 更新每個(gè)粒子的位置和速度根據(jù)式(3)和式(4)更新粒子的速度和位置, 并且考慮更新后的速度和位置是否在限定的范圍內(nèi)。 ("1)= (0 + 2 x腦d() x (巧.( ) - ^ (0) + 2 x謂d() x ( ) - ^⑧ (3)式中y:l,2,…,^為迭代次數(shù)。 考慮速度當(dāng) 々+ 1)>^^時(shí),有^^ + 1) = ^當(dāng) ("1)<—^狀時(shí),有 (,+ 1) = —Fmax; 考慮位置當(dāng)^^ + l)〉Im狀時(shí),有^^ + l)-義m収;當(dāng)X^G + l)〈義min時(shí),有^^( + l)-X^n;否貝UX^/+1)不變。其中,rmaX、 ^n^和Xmiii都是常數(shù),由用戶設(shè)定。6) 采用離線性能準(zhǔn)則計(jì)算出算法的誤差,其公式-max五及MS(5)其中,/^"為算法當(dāng)前迭代次數(shù),/M"(^e^)為第/次迭代的全局最優(yōu)值 的適應(yīng)度。7)比較次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)或式(5)的值滿足精度。若滿足預(yù)設(shè)精度, 算法收斂,最后一次迭代的全局最優(yōu)值g6^中每一維的權(quán)值和閾值就是我們 所求的;否則返回2,算法繼續(xù)迭代。這種基于粒子群優(yōu)化算法的BP算法,兩者的融合體現(xiàn)在兩點(diǎn)上(1) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值、閾值作為粒子這一向量的各元素的值;(2) 計(jì)算粒子的適應(yīng)度時(shí),采用的是BP算法的前向傳播來(lái)計(jì)算。粒子的適應(yīng) 度也是根據(jù)BP算法的均方誤差得來(lái)的。根據(jù)以上分析,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實(shí)現(xiàn)模擬電路故障診斷,是基于對(duì)各 種故障模式的學(xué)習(xí),通過(guò)對(duì)故障進(jìn)行分類(lèi)和各種所期望的屬性估計(jì)。利用電 路的測(cè)試節(jié)點(diǎn)的典型輸出波形獲取故障信息,提取特征向量,從特征向量中 抽象出元件的故障征兆,作為優(yōu)化后BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入空間,進(jìn)行模式識(shí)別, 以確定故障類(lèi)型?;诹W尤簝?yōu)化算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模擬電路故障診斷 的方框圖如圖5所示,主要包括以下內(nèi)容1. 訓(xùn)練樣本與特征提取首先對(duì)待測(cè)電路進(jìn)行靈敏度分析,確定電路的測(cè)試節(jié)點(diǎn),針對(duì)典型故障情況,在樣本提取節(jié)點(diǎn)進(jìn)行小波包消噪分解,并進(jìn)行特征抽取。設(shè)第i個(gè)樣本提取節(jié)點(diǎn)提取的特征向量為T(mén)Vi=[A1, A2,…,An], TV=[TV1,TV2,…,TVa](q為樣本提出節(jié)點(diǎn)數(shù)目),則特征向量為列向量 7y = "(7T),并將特征向量作為輸入樣本輸入經(jīng)粒子群優(yōu)化算法改進(jìn)的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在分析故障時(shí),對(duì)電路在給定的容差范圍內(nèi)進(jìn)行Monte Carlo分 析,以形成容差電路的樣本,其中, 一部分用作神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本,另一 部分用作檢驗(yàn)樣本。2. 基于粒子群優(yōu)化算法的BP網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及訓(xùn)練設(shè)典型故障情況數(shù)為 n,樣本提取節(jié)點(diǎn)數(shù)為m,典型信號(hào)進(jìn)行N層分解,則優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為(N+l)m,輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)為n,則BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出樣本為 y = {0,…,0, 1, 0,…,0},即當(dāng)電路處于第j種故障時(shí),"=1,其余元素為0。利用存儲(chǔ)器中的大量訓(xùn)練樣本訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使其誤差平方和小于期望誤差,并將訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值、閾值及誤差存于存儲(chǔ)器中。3. 故障模擬以檢驗(yàn)分類(lèi)器的正確性;4. 診斷電路實(shí)際測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)特征提取后,輸入訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò) 的輸出即為故障類(lèi)型。
權(quán)利要求
1、一種基于粒子群算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,即給待測(cè)電路施加激勵(lì),在電路的測(cè)試節(jié)點(diǎn)測(cè)量激勵(lì)響應(yīng)信號(hào);將測(cè)量的響應(yīng)信號(hào)作小波包變換消噪處理后提取候選故障特征信號(hào),然后進(jìn)行正交主元分析和歸一化處理以提取故障特征信息,再將故障特征信息作為樣本輸入經(jīng)過(guò)粒子群算法優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障分類(lèi)。具體步驟如下1)對(duì)待測(cè)電路進(jìn)行靈敏度分析,確定電路的測(cè)試節(jié)點(diǎn);2)針對(duì)典型故障情況,在樣本提取節(jié)點(diǎn)采樣信號(hào),對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行小波包變換消噪處理,提取各頻帶內(nèi)信號(hào)的能量特征作為候選特征向量;3)對(duì)所提取的候選特征向量進(jìn)行主元分析和歸一化處理,得到故障特征向量;4)將故障特征向量作為訓(xùn)練樣本輸入經(jīng)過(guò)粒子群算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,訓(xùn)練樣本訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使其誤差平方和小于期望誤差,并將訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值、閾值及誤差存于存儲(chǔ)器中;5)將被測(cè)電路實(shí)際測(cè)量信號(hào)進(jìn)行小波包變換,提取故障特征向量,輸入訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出即為故障類(lèi)型。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粒子群算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 方法,所述步驟4)中粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的步驟如下1) 初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),即設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱含層和輸出層 的神經(jīng)元個(gè)數(shù);2) 初始化粒子群及每個(gè)粒子的速度; 3) 計(jì)算每個(gè)粒子的適應(yīng)度;4) 比較適應(yīng)度,確定每個(gè)粒子的個(gè)體極值點(diǎn)和全局最優(yōu)極值點(diǎn);5) 更新每個(gè)粒子的位置和速度,并且考慮更新后的速度和位置是否在限 定的范圍內(nèi);6) 采用離線性能準(zhǔn)則計(jì)算出算法的誤差,其公式 <formula>formula see original document page 3</formula>其中,^r為算法當(dāng)前迭代次數(shù),/""(^e^)為第/次迭代的全局最優(yōu)值的適 應(yīng)度;7)比較次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)或步驟6)的誤差滿足精度,若滿足預(yù) 設(shè)精度,算法收斂,最后一次迭代的全局最優(yōu)值g6^中每一維的權(quán)值和閾值 就是我們所求的;否則返回2,算法繼續(xù)迭代。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于粒子群算法的模擬電路故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,包括以下步驟給待測(cè)的模擬電路施加激勵(lì)信號(hào),在電路的測(cè)試節(jié)點(diǎn)測(cè)量激勵(lì)響應(yīng)信號(hào);將測(cè)量的激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)消噪后再作小波包變換提取候選故障特征信號(hào),再進(jìn)行正交主元分析和歸一化處理后,提取故障特征信息,作為樣本輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類(lèi)。本發(fā)明采用粒子群算法用來(lái)替代傳統(tǒng)BP算法中的梯度下降法,使得改進(jìn)后的算法具有不易陷入局部極小和具有較好的泛化性能等特點(diǎn)。采用這種基于粒子群優(yōu)化的模擬電路故障診斷的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法,能夠明顯地減少算法中迭代的次數(shù)和提高網(wǎng)路收斂精度,提高了診斷的速度和精度。
文檔編號(hào)G01R31/28GK101221213SQ20081003054
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者何怡剛, 劉美容, 新 尹, 祝文姬, 肖迎群, 譚陽(yáng)紅, 陳偉鋒 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)