[發明專利]基于訓練樣本優化的模擬電路故障診斷方法

有效

• 申請號: 201810264636.5
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108490344B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 楊成林;張曉;胡聰
• 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

本發明公開了一種本發明基于訓練樣本優化的模擬電路故障診斷方法，首先對模擬電路中的每個故障元件進行參數掃描，將測點輸出電壓的實部和虛部構成向量，得到輸出電壓集合；然后對于每個故障元件得到的輸出電壓集合，在復數域內繪制得到輸出電壓散點圖，兩兩求取故障元件輸出電壓散點圖的相交區域，位于相交區域內的輸出電壓數據點即為兩個故障元件的輸出電壓相交點，在各自的輸出電壓集合中進行刪除；將每個故障元件處理后輸出電壓集合作為輸入，故障元件序號作為輸出，對預設的分類模型進行訓練，得到故障分類器；當模擬電路發生故障時，獲取測點的輸出電壓向量，輸入故障分類器得到故障診斷結果。采用本發明可以有效提高故障診斷的準確率。

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，涉及一種基于訓練樣本優化的模擬電路故障診斷方法。

背景技術

在模擬電路故障狀態下，可監測測點的輸出電壓會偏離正常工作狀態時候的值，在此故障狀態下，可以從測點獲取輸出電壓的測試數據，因此可以根據測點的輸出電壓來對模擬電路故障進行診斷。

在文獻“Yang C,Tian S,Liu Z,et al.Fault Modeling on Complex Plane andTolerance Handling Methods for Analog Circuits[J].IEEE Transactions onInstrumentationMeasurement,2013,62(10):2730-2738.”中，提出了一種模擬電路復數域建模方法，模擬電路在有效正弦激勵情況下對單一器件進行參數掃描，電路測點獲取的電壓量在以實部和虛部為坐標的復數平面中形成一個圓或者一條線段。同時也通過對電路分析，以解析的方式給出了電路輸出的實部、虛部所滿足的隱函數方程f(U_or,U_oj)＝0。得到上述隱函數一般很困難，但是通?？梢酝ㄟ^仿真或者曲線擬合的方式進行表達。

模擬電路故障診斷容差的來源是由電路設計工藝產生的。模擬電路中故障元器件的參數標稱值(設計值)是已知的，但一個具體的電路的實際值會在其標稱值上下做隨機性變動，一般并不正好等于其標稱值，所以在電路設計之初就給了元器件參數的一個浮動范圍，這稱為器件的容差。存在容差的電路會對電路的故障診斷產生影響，降低故障診斷的隔離率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于訓練樣本優化的模擬電路故障診斷方法，對經過參數掃描所得到的故障元件輸出電壓集合進行處理，刪除故障元件間的輸出電壓相交點，采用優化后的輸出電壓集合作為訓練樣本訓練故障分類器，以提高故障診斷準確率。

為實現上述發明目的，本發明基于訓練樣本優化的模擬電路故障診斷方法的具體步驟包括：

S1：記模擬電路中的故障元件數量為M，依次選取每個故障元件進行參數掃描，第m個故障元件的參數掃描范圍為m＝1,2,…,M，參數掃描范圍根據實際需要來確定，其余故障元件在容差范圍內隨機取值，在每次參數掃描時進行若干次蒙特卡洛仿真，得到測點t的輸出電壓；記第m個故障元件所得到的輸出電壓u_mn＝α_mn+jβ_mn，α_mn、β_mn分別表示輸出電壓u_mn的實部和虛部，j為虛數單位，n＝1,2,…,N_m，N_m表示第m個故障元件參數掃描所得到的輸出電壓數量，將輸出電壓的實部和虛部構成向量，得到每個故障元件的輸出電壓集合U_m＝[U_m1,U_m2,…,U_mNm]，其中U_mn＝[α_mn,β_mn]；