[發明專利]一種大功率毫米波回旋行波管的主動控保方法及系統

有效

• 申請號: 201911113360.1
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110909463B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 岳清泉;鄢然;鄒富城;李英;黃啟昊;李文茜;羅勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/04;G06N3/08;H01J25/34
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于大功率毫米波技術領域，具體提供一種基于神經網絡預測的大功率毫米波回旋行波管的主動控保方法及系統，用以克服現有自動化測試系統被動控保的缺點。本發明通過為歷史樣本數據添加打火標簽，建立與訓練了神經網絡預測模型，通過預測模型對實時采集的測試數據進行打火標簽預測，當時間周期T內，打火標簽預測值連續Th₁次為1或打火標簽預測值為1的次數大于Th₂時，自動控制基礎控保模塊采取緊急關斷處理，實現對大功率毫米波回旋行波管自動測試的主動控保，能有效的降低器件的打火次數，從而提升器件打火保護安全性，降低因打火損壞回旋行波管事件的發生率，具有良好的經濟效應。

技術領域

本發明屬于大功率毫米波技術領域，涉及大功率毫米波回旋行波管自動化測試系統；具體涉及大功率毫米波回旋行波管打火保護技術、神經網絡預測技術，提供一種基于神經網絡預測的大功率毫米波回旋行波管的主動控保方法及系統，用于實現器件當前運行狀態下是否會出現打火的預測，并通過對控制保護模塊的控制，實現對器件打火的主動控保。

背景技術

大功率毫米波回旋行波管在國防、科學研究、民用通訊等領域有著廣泛的應用，其具有大功率、寬頻帶、高增益的優點。通常在器件測試或者正常工作時，當加在電真空器件上的電壓超過某個值后會發生打火或高壓擊穿的現象，所謂打火就是在電極之間迸發出一定色彩的電火花，類似放電，在打火的同時還能聽到放電的聲音，這種聲音是由于打火瞬間放氣形成的。打火放出的氣體通常大部分會很快被電極及管內其他吸氣材料吸收，剩余部分在電極間形成電流密度較大的等離子體放電，當電流密度大到一定程度就會在電極短路擊穿，對器件造成嚴重損害甚至報廢，產生經濟上的損失；同時，多次打火會降低器件內的真空度，影響器件性能；因此應避免器件長期處于打火狀態下，當出現打火時，應及時報警并關斷電源處理。電真空器件研發周期長，成本高，因此控保系統就顯得格外重要。

現有的自動化測試系統中的控制保護系統為被動控保，是根據對器件設備參數進行實時采集，判斷參數是否超過了提前設定好的閾值，當超過閾值時認為器件出現了打火等異常并斷電處理。由于閾值的合理設置需要一定的經驗，器件設備參數采集會有一定延遲，且這種控保處理方式無法在器件出現打火前采取處理措施，必須等器件出現打火后一段時間，才能發現并采取措施。

基于此，本發明提供一種基于神經網絡預測的大功率毫米波回旋行波管的主動控保方法及系統。

發明內容

本發明的目的在于針對上述背景技術存在的現有自動化測試系統被動控保的缺點，提供一種具有學習能力的主動控保方法及系統，以實現大功率毫米波回旋行波管的主動控保，降低因為打火對器件造成的損害。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種大功率毫米波回旋行波管的主動控保方法，包括如下步驟：

步驟S1.建立神經網絡預測模型；

步驟S11.采集建立神經網絡預測模型訓練樣本集合；

所述訓練樣本數據包括：磁場電流(A)，補償磁場電流(A)，陰極電壓(KV)，陰極電流(A)，鈦泵電流(nA)，打火標簽：打火狀態為1、未打火狀態為0；所述打火標簽用于標記當前狀態是否打火；

設置采樣頻率，對歷史數據進行采樣，得到訓練樣本數據；采樣過程中，將發生打火時刻的前Q(3≤Q≤5)個時刻對應的打火標簽均標記為打火狀態1；

步驟S12.根據訓練樣本集合，通過BP神經網絡方法建立神經網絡預測模型；

采用BP神經網絡，其中，輸入層節點數N＝5，輸出層節點數L＝1，隱含層節點數M初始值為3；設置損失函數Loss為均方誤差，訓練次數nb_epoch，根據訓練樣本數據對BP神經網絡進行訓練，得到神經網絡預測模型；

步驟S2.通過神經網絡預測模型預測器件當前狀態是否會發生打火，是否需要警告并采取相應的處理；