[發(fā)明專利]一種基于信息熵和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的故障診斷樹生成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010111357.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN111274540A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉震;杜立;梅文娟;楊成林;周秀云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16;G01R31/28
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種基于信息熵和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的故障診斷樹生成方法，基于依賴矩陣得到電子系統(tǒng)內(nèi)部故障狀態(tài)與電路中測(cè)點(diǎn)輸出的關(guān)系，再構(gòu)建動(dòng)態(tài)規(guī)劃列表搜索最優(yōu)解；然后對(duì)動(dòng)態(tài)規(guī)劃列表中的故障集，篩選出有效測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)信息熵選擇有效測(cè)點(diǎn)擴(kuò)大搜索深度，并通過動(dòng)態(tài)規(guī)劃列表避免相同故障集的重復(fù)搜索，進(jìn)而減少搜索次數(shù)，從而能夠快速生成最優(yōu)診斷樹。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電路故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于信息熵和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的故障診斷樹生成方法。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的日益發(fā)展，裝備系統(tǒng)內(nèi)部電路設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，及時(shí)準(zhǔn)確地確定電路狀態(tài)并隔離內(nèi)部故障可以有效地縮短電子系統(tǒng)的研制、實(shí)驗(yàn)和發(fā)布的時(shí)間，提高裝備系統(tǒng)的可測(cè)試性。如何設(shè)計(jì)高效的故障測(cè)試方案已成為電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

然而裝備系統(tǒng)復(fù)雜性上升，維修成本不斷提高，當(dāng)裝備系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，難以快速對(duì)裝備系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與定位，因此在裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)考慮可測(cè)試性問題，以便能及時(shí)準(zhǔn)確地確定裝備系統(tǒng)狀態(tài)，隔離裝備系統(tǒng)內(nèi)部故障。

現(xiàn)有的故障測(cè)試方案設(shè)計(jì)方法中，序貫測(cè)試基于初步設(shè)計(jì)中給出的信號(hào)流圖和相關(guān)性模型描述的電路關(guān)系，給出測(cè)試序列測(cè)試方法，減小測(cè)試產(chǎn)生的代價(jià)，可以有效地提高后期設(shè)計(jì)和驗(yàn)證評(píng)估的效率，因此，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于裝備系統(tǒng)的可測(cè)性設(shè)計(jì)。

對(duì)于序貫測(cè)試最優(yōu)解的搜索問題在近幾十年一直為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。近年來，基于與或圖搜索的AO*算法備受關(guān)注。該方法基于故障模糊集和測(cè)點(diǎn)信息的邏輯關(guān)系生成隔離各個(gè)故障的決策樹模型，極大地提高了故障診斷的效率。然而，由于AO*算法存在對(duì)相同故障集的搜索過程，導(dǎo)致算法時(shí)間復(fù)雜度過高，造成實(shí)際應(yīng)用中的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于信息熵和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的故障診斷樹生成方法，將信息熵與自頂向下的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法相結(jié)合，搜索并生成故障診斷樹，具有測(cè)試代價(jià)小，故障隔離率高，搜索速度快等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種基于信息熵和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的故障診斷樹生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、構(gòu)建故障測(cè)試模型H；

H＝{S,T,D,P,C}

其中，S表示待測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障集，S＝{s₁,s₂,…,s_M}，M為故障總數(shù)；T表示待測(cè)系統(tǒng)的所有可用測(cè)點(diǎn)集，T＝{t₁,t₂,…,t_N}，N為可用測(cè)點(diǎn)總數(shù)；P表示待測(cè)系統(tǒng)發(fā)生某個(gè)故障的先驗(yàn)概率集，P＝{p₁,p₂,…,p_M}，p_i表示出現(xiàn)故障s_i的先驗(yàn)概率，i＝1,2,…,M；C表示與T對(duì)應(yīng)的測(cè)試代價(jià)集，C＝{c₁,c₂,…,c_N}；D為故障依賴矩陣，具體表示為：

其中，d_ij表示故障s_i在可用測(cè)點(diǎn)t_j下的測(cè)試信息，d_ij＝0或d_ij＝1，當(dāng)d_ij＝0時(shí)，表示待測(cè)系統(tǒng)中發(fā)生故障s_i時(shí)不能通過可用測(cè)點(diǎn)t_j檢測(cè)出來；當(dāng)d_ij＝1時(shí)，表示待測(cè)系統(tǒng)中發(fā)生故障s_i時(shí)能夠通過可用測(cè)點(diǎn)t_j檢測(cè)出來；

(2)、構(gòu)建動(dòng)態(tài)規(guī)劃列表；