[發明專利]基于優選小波基函數的模擬電路故障特征提取方法及系統

有效

• 申請號: 202010134689.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111337819B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 何怡剛;張朝龍;楊婷;時國龍;何鎏璐;熊元新;杜博倫;安寶冉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R31/316
• 分類號: G01R31/316
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張宇

本發明公開了一種基于優選小波基函數的模擬電路故障特征提取方法及系統，屬于電子電路工程及計算機視覺領域，其中，方法的實現包括：獲取模擬電路在不同故障時的輸出信號；依次應用基于不同小波基函數的小波變換方法提取輸出信號的特征；對于每一種特征，計算各個故障的中心位置、各個故障數據點到中心位置的距離，故障數據點最遠位置和故障數據點平均位置；依據得分判別法，確定用于模擬電路故障特征提取的最優小波基函數。本發明可克服應用小波變換進行特征提取時小波基無法直接確定，需要依靠經驗法設定的問題，可有效地提高模擬電路故障診斷的效率和正確率。

技術領域

本發明屬于電子電路工程及計算機視覺領域，更具體地，涉及一種基于優選小波基函數的模擬電路故障特征提取方法及系統。

背景技術

模擬電路廣泛地應用于工業電子設備、農業電子設備、航空電子設備和家用電子設備中，模擬電路的故障將會引起所在電子設備的性能下降﹑反應遲緩﹑功能失靈等。模擬電路的精確故障診斷有助于電路的及時維護，從而保障所在電子設備正常運行。

模擬電路的故障診斷分為兩個部分，特征提取和分類器識別。其中特征提取是故障診斷的基礎，提取出易于分類的特征，對于模擬電路的精確故障診斷至關重要。當前常用的故障特征提取方法為小波變換方法。然而小波變換方法中需要設定小波基函數，當前一般使用經驗法進行小波基函數的選擇，無法確定最優小波基函數，進而降低了模擬電路故障診斷的效率和正確率。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種基于優選小波基函數的模擬電路故障特征提取方法及系統，由此解決現有故障特征提取所采用的小波變換方法中無法確定最優小波基函數的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于優選小波基函數的模擬電路故障特征提取方法，包括：

獲取模擬電路在不同故障時的輸出信號；

依次應用基于不同小波基函數的小波變換方法提取各輸出信號的特征；

對于每種小波基函數提取的特征，計算各個故障的中心位置、各個故障數據點到中心位置的距離，故障數據點最遠位置和故障數據點平均位置；

根據各個故障的中心位置、各個故障數據點到中心位置的距離，故障數據點最遠位置和故障數據點平均位置，得到各小波基函數提取特征的得分，進而根據得分確定用于模擬電路故障特征提取的最優小波基函數。

優選地，由得到各個故障的中心位置，由O_j,k,i＝Distance(Mean_j,k,P_j,k,i)得到各個故障數據點到中心位置的距離，由maxO_j,k＝argmax{O_j,k,i}得到故障數據點最遠位置，由得到故障數據點平均位置，其中，j＝1…J，J為小波基函數的數量；k＝1…K，K為故障的數量；i＝1…N，N為單一故障的數據點個數；P_j,k,i為基于第j種小波基函數提取的特征中第k個故障第i個數據點的坐標位置，Distance為歐氏距離計算函數，O_j,k,i為基于第j種小波基函數提取的特征中第k個故障第i個數據點P_j,k,i到中心位置Mean_j,k的距離。

優選地，由得到第j種小波基函數提取特征的得分，其中，m＝1…C(K，2)，是K種故障中第m個兩種故障組合，Judge_j,m是第m個兩種故障組合的得分，且

k₁,k₂表示兩種不同的故障。

優選地，由Score_t＝argmax{Score_j}確定得分最高的小波基函數，若僅有一個得分最高的小波基函數，則將該得分最高的小波基函數作為模擬電路故障特征提取的最優小波基函數；