[發明專利]基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷和定位法

在審

• 申請號: 202110531222.6
• 申請日: 2021-05-16
• 公開（公告）號: CN113156303A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 談恩民;阮濟民;李瑩
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01R31/316
• 分類號: G01R31/316
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 覃永峰

1.一種基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷法，其特征在于，包括如下步驟：

1）輸入正弦交流電，使被測電路正常工作，測量輸出信號Y(t)，將連續時間輸出Y(t)按Ts采樣間隔采樣到Y(n)，Y(t)為連續時間輸出，n表示信號數，Y(n)為采樣信號，Ts為采樣周期；

2）將采樣信號Y(n)合并到輸出響應標準矩陣中，并計算無故障的輸出響應矩陣的譜半徑（測量值）和最大奇異值（測量值）；

3）測量被測電路的輸出響應矩陣的真實值譜半徑（真實值）和最大奇異值（真實值）；

通過對比，若|譜半徑(真實值) - 譜半徑(測量值)|≤5%和|最大奇異值(真實值) -最大奇異值(測量值)|≤5%，則電路無故障，反之則存在故障。

2.根據權利要求1所述的基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷法，其特征在于，譜半徑的計算方法包括如下步驟：通過對模擬電路輸出電壓進行測量，將輸出的電壓組成一個4階的矩陣，輸出的電壓值記為4階矩陣的元素，通過矩陣計算出當前矩陣的譜半徑，改變模擬電路器件參數值，得到新的輸出矩陣和新的4階矩陣，重新計算出新的譜半徑，最后將這些譜半徑組合形成擬合的最小二乘二次曲線。

3.根據權利要求2所述的基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷法，其特征在于，譜半徑的計算方法中，所述改變模擬電路器件參數值，是將電阻器參數R的值成倍數增加或者是成倍數減少；或者將電容器參數C的值成倍數增加或者是成倍數減少。

4.根據權利要求1所述的基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷法，其特征在于，最大奇異值的計算方法包括如下步驟：通過對模擬電路輸出電壓進行測量，將輸出的電壓組成一個4階的矩陣，輸出的電壓值記為4階矩陣的元素，通過矩陣計算出當前矩陣的最大奇異值，改變模擬電路器件參數值，得到新的輸出矩陣和新的4階矩陣，重新計算出新的最大奇異值，最后將這些最大奇異值組合形成擬合的最小二乘二次曲線。

5.根據權利要求4所述的基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障診斷法，其特征在于，最大奇異值的計算方法中，所述改變模擬電路器件參數值，是將電阻器參數R的值成倍數增加或者是成倍數減少；或者將電容器參數C的值成倍數增加或者是成倍數減少。

6.一種基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障定位法，其特征在于，通過譜半徑和最大奇異值的最小二乘二次曲線來對故障實行精準定位，包括如下步驟：

a）通過在無故障被測電路測量出的譜半徑以及最大奇異值的真實值，形成兩幅完成的最小二乘二次曲線擬合；

b）通過測量實際被測電路，得到輸出響應矩陣，通過輸出響應矩陣計算出譜半徑（測量值）和最大奇異值（測量值）；

c）將譜半徑（測量值）和最大奇異值（測量值）放入到擬合好的最小二乘二次曲線中，通過最小二乘二次曲線找出故障的元器件。

7.根據權利要求6所述的基于輸出響應矩陣特性分析的模擬電路故障定位法，其特征在于，步驟c）中，通過測量出的譜半徑（測量值）和最大奇異值（測量值）在最小二乘二次曲線上找出相對應的點，得出交叉的點的信息從而得到故障定位。