[發明專利]基于改進遺傳算法的模擬電路多故障診斷方法

有效

• 申請號: 201910233065.3
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109839583B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 楊成林;周秀云;劉震
• 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

1.一種基于改進遺傳算法的模擬電路多故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取模擬電路在M個測點t_m處的傳輸函數，m＝1,2,…,M；

S2：當模擬電路出現故障時，在K個不同頻率激勵信號下測量得到M個測點t_m處的輸出電壓分別表示輸出電壓的實部和虛部，j為虛數單位，k＝1,2,…,K，構成故障輸出電壓向量

S3：以X＝{x₁,x₂,…,x_N}作為遺傳算法中的個體，其中x_n表示第n個元件的參數值，n＝1,2,…,N；隨機初始化G個個體構成初始種群P，每個個體中中隨機選擇h個元件的參數值在故障范圍內隨機取值，h≤H，H表示模擬電路中最多同時發生故障的元件數量，其余元件參數值在容差范圍內隨機取值；

S4：判斷是否達到遺傳算法的迭代結束條件，如果是，進入步驟S10，否則進入步驟S5；

S5：對種群P中的個體進行交叉操作，得到種群P′，交叉操作的具體方法如下：

將種群P中需要進行交叉的兩個個體分別記為p_i和p_j，個體中故障元件數量分別記為λ_i和λ_j；

當λ_i+λ_j＜H，任意選擇交叉位置；

當λ_i+λ_j＝H且λ_i×λ_j＝0，在包含故障元件的個體中任意選擇一個故障元件作為交叉位置；

當λ_i+λ_j＝H且λ_i×λ_j≠0，統計得到個體p_i和p_j中參數值超過容差范圍的故障元件集合φ，記元件集合φ中的元件數量為|φ|，如果|φ|＜H，任意選擇交叉位置，如果|φ|＝H，任意選擇故障元件集合φ中的一個故障元件作為交叉位置；

當H＜λ_i+λ_j≤2H，統計得到個體p_i和p_j中參數值超過容差范圍的故障元件集合φ，記元件集合φ中的元件數量為|φ|，如果|φ|＜λ_i+λ_j，則說明兩個個體的故障元件存在相同元件，在相同故障元件中任意選擇一個作為交叉位置，否則任意選擇故障元件集合φ中的一個故障元件作為交叉位置；在交叉完畢后，如果得到的兩個個體中有個體中的故障元件數量λ′大于H，則將任意λ′-H個故障元件的參數值重置為其容差范圍內的隨機值；

S6：對種群P′中的個體進行變異操作，得到種群Q，如果變異得到的個體中的故障元件數量λ′大于H，則將任意λ′-H個故障元件的參數值重置為其容差范圍內的隨機值；

S7：將種群P和種群Q進行合并，構成種群S；

S8：將種群S中的每個個體分別代入模擬電路的傳輸函數，得到K個不同頻率激勵信號下在M個測點t_m處的輸出電壓分別表示輸出電壓的實部和虛部，g＝1,2,…,2G，構成輸出電壓向量然后采用以下公式計算第g個個體輸出電壓向量U^g與當前模擬電路的故障輸出電壓向量之間的歐式距離D_g，計算公式如下：

S9：根據歐式距離D_g從種群S中優選G個個體作為下一代種群P，返回步驟S4；

S10：從當前種群中選擇歐式距離最小的個體，該個體中參數值位于故障范圍內的元件即為故障診斷結果。

2.根據權利要求1所述的基于改進遺傳算法的模擬電路多故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S2中輸出電壓為在對應頻率下多次測量測點t_m輸出電壓后進行平均得到的平均輸出電壓。