[發明專利]基于鋸齒波和遺傳算法的模擬電路測點優選方法

有效

• 申請號: 201810201795.0
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN109307835B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 賴丹;楊成林
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R31/316
• 分類號: G01R31/316
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發明公開了一種基于鋸齒波和遺傳算法的模擬電路測點優選方法，對模擬電路的每個元件模糊組代表元件進行多次故障模擬，在模擬時以鋸齒波作為模擬電路輸入，得到不同頻率下各個測點對應的故障電壓，從而得到模擬電路數據；初始化遺傳算法中的個體，對每個個體進行處理，然后根據個體對應的測點選擇方案從模擬電路數據中篩選出對應測點的特征向量，對預設的分類器進行交叉驗證，將得到的分類準確率作為個體的適應度值，然后生成下一代種群繼續進行處理，直到達到迭代結束條件，從當前種群中適應度最大的個體作為最優個體，其對應的測點選擇方案即為測點優選方案。本發明可在基于多頻進行模擬電路故障診斷時有效實現測點優選，提高故障診斷的精度。

技術領域

本發明屬于模擬電路故障診斷技術領域，更為具體地講，涉及一種基于鋸齒波和遺傳算法的模擬電路測點優選方法。

背景技術

目前，在模擬電路故障診斷領域，基于頻率分析的可測性方法已被用來選擇適當的測試頻率提高故障診斷效率，但并非所有的測試點和頻率都是有用的，需要提出適當的選擇方法。另一方面，由于模擬電路元件存在容差，增加了故障診斷的模糊性，而大部分的模擬電路故障診斷方法都沒有考慮容差影響的情況。

在專利“電子科技大學.基于鋸齒波的模擬電路故障診斷方法:中國,CN107576904A.20180112.”中，公開了一種基于鋸齒波的濾波電路故障診斷方法，以鋸齒波信號作為模擬電路故障診斷的輸入信號，對輸入信號和輸出信號分別作傅里葉變換展開成多個頻率下的正弦波，可同時獲得多個頻率下的傳輸特征，實現多頻診斷，從而增加了一個故障下的特征維度，提高分類精度。

研究發現，由于模擬電路在不同頻率下均存在模糊組，且改變頻率不能得到改善，需要改變測點位置或增加測點數才能解決這類問題，而基于鋸齒波的模擬電路故障診斷方法只能采用增加頻率的方法來提高分類精度，并不能改善模糊組問題。此外，隨著模擬電路的集成度越來越高，對外的可用測點越來越少，進一步增加了模擬電路故障診斷的難度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于鋸齒波和遺傳算法的模擬電路測點優選方法，在基于多頻進行模擬電路故障診斷時有效實現測點優選，提高故障診斷的精度。

為實現上述發明目的，本發明基于鋸齒波和遺傳算法的模擬電路測點優選方法包括以下步驟：

S1：首先獲取模擬電路中的元件模糊組數據，從每個模糊組中選擇一個元件作為代表元件p_m，m＝1,2,…,M，M表示模糊組數量，記模擬電路中的每個測點為t_n，n＝1,2,…,N，N表示測點數量；

采用仿真軟件對模擬電路進行仿真，依次選擇第m個代表元件作為故障元件進行R次故障模擬，其元件參數在其故障范圍(即元件參數容差范圍以外)內取值，其余代表元件參數在容差范圍內隨機取值；對每次故障模擬進行蒙特卡洛仿真，記仿真次數為D，每次仿真時將鋸齒波作為模擬電路的輸入，得到每個測點t_n的輸出，分別對輸入鋸齒波信號和N個測點的輸出信號進行采樣，然后對輸入采樣信號和N個測點的輸出采樣信號分別作傅里葉變換，得到預設的K個頻率下的輸入正弦波信號與N個測點輸出正弦波信號，然后分別計算每個頻率下輸入正弦波信號與N個測點輸出正弦波信號的相位差和幅值比其中k＝1,2,…,K，r＝1,2,…,R，d＝1,2,…,D，計算得到各個頻率下各個測點對應的故障電壓將K個頻率下故障電壓的實部和虛部構成特征向量其中

S2：記遺傳算法中個體為X＝[x₁₁,…,x_N1,x₁₂,…,x_N2,…,x_1K,…,x_NK]，其中元素x_nk＝0,1，當x_nk＝1表示第n個測點在第k個頻率下被選中，當x_nk＝0表示第n個測點在第k個頻率下未被選中；采用隨機賦值的方式初始化遺傳算法種群中的每個個體；