[發明專利]基于電流再分配的電路系統級聯失效傳播路徑確定方法

有效

• 申請號: 201811349794.7
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109522640B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 陳云霞;金毅;盧震旦;何小斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;上海空間電源研究所
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G01R31/28
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

1.一種基于電流再分配的電路系統級聯失效傳播路徑確定方法，其特征在于：其具體步驟如下所示：

S1：對所選定的電路系統內部開展結構和功能分析，從結構上確定電路內部的元器件及其相互之間的連接關系，從功能上分析電路內的電流傳輸行為，進而確定電路內部所有元器件以及各個元器件之間的電氣連接關系，并對所確定的元器件依次進行編號；

S2：依據所確定的帶有編號的元器件以及元器件之間的電氣連接關系，建立電路網絡，并構建鄰接矩陣；

步驟S2中所述建立電路系統網絡的方法的具體步驟為：

S21、將已編號的電路系統元器件設置為連邊；

S22、將已編號的電路系統元器件之間的電氣連接關系設置為節點；

S23、結合所確定的內部元器件以及元器件之間的電氣連接關系，建立節點之間的鄰接矩陣，該鄰接矩陣能夠反映節點是否存在電氣連接，為N×N的矩陣，其中，N為元器件個數，矩陣內部元素取值遵循以下規則：若節點之間存在元器件，則節點之間的鄰接矩陣內相應位置上的元素值取為1，若節點之間不存在元器件，則節點之間的鄰接矩陣內相應位置上的元素值取為0；

S3：借助仿真軟件計算各個元器件的初始電流，并選擇相應的表征元器件對于電流波動耐受能力的容量系數，從而確定電路系統網絡各個元器件的容量；

步驟S3中所述電路系統網絡各個元器件的容量Cij的確定方法為：

S31、基于所述電路系統網絡的連邊特征，根據SPICE仿真軟件計算的各個元器件的初始電流Iij0，選擇相應的容量系數αij；

S32、計算所述元器件的初始電流Iij0與所述容量系數αij的乘積，將元器件的初始電流Iij0與所述容量系數αij的乘積設置為元器件的容量Cij；

S4：選取某一元器件作為初始失效連邊，實現初始失效注入，同時，從步驟S2構建的電路網絡中移除該失效元器件對應的連邊，重新構建失效發生后的電路網絡，并且更新鄰接矩陣；

S5：結合各個元器件的阻抗參數以及鄰接矩陣，根據電路再分配因子模型，計算失效元器件與電路網絡中剩余元器件之間的電流再分配因子；

S6：依據計算的電流再分配因子，計算其它元器件在受失效元器件影響發生電流再分配后的電流值；

S7：比較各個元器件的容量及步驟S6確定的再分配后的電流值，將電流值超過預設容量值的元器件設置為失效元器件，記錄該失效元器件，將該失效元器件從電路網絡中移除，并重新構建電路網絡，更新鄰接矩陣，返回步驟S5，如果所有剩余元器件的電流值都小于自身預設的容量，則認為級聯失效傳播停止，并終止計算；

S8：根據迭代結果，得到某一元器件發生初始失效后，依次對受其影響的所有元器件編號，從而確定該電路系統在初始元器件失效下的級聯失效傳播路徑。

2.根據權利要求1所述的基于電流再分配的電路系統級聯失效傳播路徑確定方法，其特征在于：所述電氣連接關系為導線連接關系。

3.根據權利要求1所述的基于電流再分配的電路系統級聯失效傳播路徑確定方法，其特征在于：步驟S4中所述的初始失效注入的方法，其具體步驟為：

S41、根據所確定的電路系統網絡中的各個連邊ij，選擇任一連邊作為初始失效連邊，并將所述初始失效連邊從所述電路系統網絡中刪除，重新構建新的失效發生后的電路網絡拓撲結構；

S42、將鄰接矩陣中與所述初始失效連邊相關的元素值設置為0。

4.根據權利要求1所述的基于電流再分配的電路系統級聯失效傳播路徑確定方法，其特征在于：S5中所述的電流再分配因子表示為失效元器件對于其它剩余元器件的電流的影響程度，

針對某一失效元器件ij與受影響的元器件mn之間的電流再分配因子的計算公式如下所示：

其中：Δ_ij,mn為失效元器件ij與受影響的元器件mn之間的電流再分配因子；R_in,R_im,R_jm,R_jn,R_mn分別表示節點I,j,m,n之間的等效阻抗；Z_ij表示為失效元器件的阻抗；Z_mn為受影響元器件的阻抗。