[發(fā)明專利]電路故障檢測的混沌電源電流方法

在審

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• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107422244A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文石;唐夢;李瑤天
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R1/28
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)32251
• 代理人: 陸金星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電路故障檢測方法，具體涉及一種電路故障檢測的混沌電源電流方法，旨在利用混沌測量技術(shù)，應(yīng)用混沌電源的干路電流參數(shù)，提取主要故障類型的特征差異性。

背景技術(shù)

模擬電路的軟故障和硬故障的比例基本符合20/80定律。其中，硬故障即故障元件的參數(shù)突然發(fā)生大的變化，主要包括短路和開路；軟故障即元件的參數(shù)值隨著時間或環(huán)境條件而偏離至不能允許的程度，超過了該元件參數(shù)的容差范圍。

現(xiàn)有模擬電路故障檢測的主流方法是首先在仿真器中為被測電路分別注入故障，以便建立故障字典，為其后的實測打下自動測量基礎(chǔ)。

如CMOS電路的電流測試技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用了直流供電源干路靜態(tài)電流I_ddq和動態(tài)電流I_ddt，取得了近80%的故障覆蓋率的良好表現(xiàn)，然而，其在使用過程中普遍存在差異不夠明顯和定位不夠準(zhǔn)確的問題存在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種電路故障檢測的混沌電源電流方法，通過構(gòu)造混沌調(diào)制電源，定義混沌電源的干路電流參數(shù)，從而實現(xiàn)對電路故障的檢測，具有圖解直觀和差異明顯的優(yōu)點，且故障定位準(zhǔn)確。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電路故障檢測的混沌電源電流方法，包括如下步驟：

步驟一、采用混沌電路作為被測電路的供電電源；

步驟二、應(yīng)用混沌電路的干路電流對被測電路的故障進(jìn)行編碼，并輸入被測電路；

步驟三、對被測電路的輸出進(jìn)行解碼，得到的故障特征與輸入的故障一一對應(yīng)，形成故障字典；

所述被測電路的兩端分別設(shè)有上采樣電路和下采樣電路。

上文中，故障的差異判斷還可以針對記錄的混沌電源的干路電流參數(shù)的數(shù)據(jù)串，進(jìn)一步提取故障特征，例如極值或者復(fù)雜度指標(biāo)。

進(jìn)一步地，所述混沌電路為布爾混沌電路或蔡氏混沌電路。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述混沌電路為布爾混沌電路時，輸入故障為硬故障；

當(dāng)所述混沌電路為蔡氏混沌電路時，輸入故障為軟故障。

進(jìn)一步地，所述硬故障包括弱開路、短路和橋接；

所述軟故障包括元件參數(shù)漂移。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述混沌電路為布爾混沌電路時，采用示波器顯示相圖故障特征差異，此時，上采樣電路的端壓送入示波器的X通道，下采樣電路的端壓送入示波器的Y通道；

當(dāng)所述混沌電路為蔡氏混沌電路時，采用兩個分辨率相同的功率計顯示電流的數(shù)值故障特征差異，此時，上采樣電路的端壓和內(nèi)流送入其中一個功率計中，下采樣電路的端壓和內(nèi)流送入另一個功率計中。

優(yōu)選地，所述上采樣電路包括第一采樣電阻；

所述下采樣電路包括一采樣電容和第二采樣電阻，所述采樣電容和第二采樣電阻并聯(lián)。

本發(fā)明的原理為：混沌信號敏感于初值和參數(shù)，具有頻譜寬且具連續(xù)性、相圖幾何形狀獨特以及信號復(fù)雜度豐富的特點，這使得混沌編碼信號，有可能隨機(jī)放大了電路故障的細(xì)微影響，最終通過單一參數(shù)，例如干路電流，來獨立表達(dá)出故障存在與否或者定位信息的獨特證據(jù)，然后借助混沌的各種判據(jù)來解碼，例如相圖演進(jìn)規(guī)律，又如復(fù)雜度判斷的各種熵數(shù)，來可視化圖解故障的混沌表達(dá)，或者基于功率計做區(qū)別明顯的數(shù)值差異指示。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

1．本發(fā)明采用混沌編碼示例了兩種典型混沌電路分別作為調(diào)制電源，故障注入覆蓋了硬故障如開路、短路和橋接以及軟故障如參數(shù)漂移現(xiàn)象，混沌解碼借助于相圖示波顯現(xiàn)的集合差異或者功率計的數(shù)值差異表現(xiàn)，通過示波相圖或功率計數(shù)值所提供的差異，為典型故障做混沌編解碼，具有圖解直觀和差異明顯的優(yōu)點，且故障定位準(zhǔn)確；

2．本發(fā)明擴(kuò)展了混沌測量研究的電流測試故障應(yīng)用，適于推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的混沌電源電流方法原理框圖。

圖2是本發(fā)明實施例一的基于布爾混沌電源的混沌電源電流方法測試框圖。

圖3是本發(fā)明實施例一的基于布爾混沌電源檢測三維RLC電路的硬故障相圖特征。

圖4是本發(fā)明實施例一的無故障時的混沌相圖特征。

圖5是本發(fā)明實施例一的典型開路故障的混沌相圖特征。

圖6是本發(fā)明實施例一的典型短路的混沌相圖特征。

圖7是本發(fā)明實施例一的典型橋接故障的混沌相圖特征。

圖8是本發(fā)明實施例二的基于蔡氏混沌電源檢測三維RLC電路的軟故障相圖特征的框圖。