一種模擬電路故障診斷中的測點(diǎn)選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬電路故障診斷中的測點(diǎn)選擇方法，首先在預(yù)先設(shè)置的容差范圍內(nèi)，對電路進(jìn)行故障模擬仿真，得到各故障下各測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)，然后采用基于啟發(fā)式圖搜索的測點(diǎn)選擇算法選擇測點(diǎn)，先初始化根節(jié)點(diǎn)，將根節(jié)點(diǎn)作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，采用測點(diǎn)集合中的所有測點(diǎn)作為后繼節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)識篩選每個后繼節(jié)點(diǎn)對應(yīng)測點(diǎn)的仿真數(shù)據(jù)，根據(jù)篩選出來的住址數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊組劃分，得到模糊組的發(fā)生概率，計算每個后繼節(jié)點(diǎn)的信息熵，選擇信息熵最小的節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)節(jié)點(diǎn)，并從測點(diǎn)集合中刪除，將最優(yōu)節(jié)點(diǎn)作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)展，直到信息熵為零或測點(diǎn)集合為空。本發(fā)明可以從測點(diǎn)優(yōu)選得到最優(yōu)測點(diǎn)選擇方案，以較少的測點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)故障診斷。
【專利說明】一種模擬電路故障診斷中的測點(diǎn)選擇方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于模擬電路故障診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種模擬電路故障 診斷中的測點(diǎn)選擇方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 故障字典技術(shù)屬于測前仿真方法，是目前較為有效的模擬電路故障診斷方法。 故障字典的測點(diǎn)選擇問題得到了廣泛關(guān)注，而實(shí)踐證明整數(shù)編碼方法是測點(diǎn)選擇的有 效工具。整數(shù)編碼技術(shù)又源于模糊組概念，Hochwald等人在其文獻(xiàn)中首先提出了模糊 組的概念，對于任何給定節(jié)點(diǎn)，可能存在許多故障在此節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的故障信號（如電壓 值等）很相近，從而導(dǎo)致這些故障在此節(jié)點(diǎn)上是不可區(qū)分的。這些故障就稱為屬于同一 個模糊組。如果考慮容差，那么一個故障在某個測點(diǎn)上產(chǎn)生的電壓就可能在一定范圍內(nèi) 隨機(jī)變化，多個故障的故障信號變化區(qū)域就有可能發(fā)生重疊，那么這些故障也稱為屬于 同一個模糊組。模糊組的確定可由蒙特卡羅仿真得到，該仿真需要考慮元件容差，測量 工具誤差等因素。目前較常用的方法是如果兩個故障產(chǎn)生的故障特征的差異小于某給 定閾值，就認(rèn)為這兩個故障屬于同一個模糊組。對于目前普遍采用的電壓特征方法，一 般認(rèn)為當(dāng)兩個故障產(chǎn)生的電壓差的絕對值小于0.7伏（二極管的導(dǎo)通電壓）時就認(rèn)為 這兩個故障屬于同一個模糊組且不可區(qū)分。因?yàn)閷τ诓煌娐房赡苡胁煌碾妷簠^(qū)分 值，采用不同的故障特征（如電流）也會有不同的故障區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需 要確定。
[0003] 用一個例子來說明整數(shù)編碼表技術(shù)。選取電壓值作為區(qū)分故障的特征，假定某電 路存在8個潛在故障源（ Sl?s8)和4個備選測點(diǎn)&?t4，表1是該電路的電壓故障字典。 表1中，用表示電路正常工作。
[0004]

【權(quán)利要求】
1. 一種模擬電路故障診斷中的測點(diǎn)選擇方法，其特征在于，包括以下步驟： 51 :在預(yù)先設(shè)置的容差范圍內(nèi)，對電路進(jìn)行故障模擬仿真，得到無故障下和各故障源單 獨(dú)故障下各測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)V(n，m，i)，其中，η表示故障s n的序號，η的取值范圍為η = 0, 1，2,…，I S I，η = 0表不無故障，I S I表不故障源數(shù)量；m表不每個故障下仿真序號，m的 取值范圍為m = 1，2,…，MC，MC表示仿真次數(shù)；i表示測點(diǎn)t的序號，i的取值范圍為i = 1，2,…，H，Η表示測點(diǎn)數(shù)量； 52 :采用基于啟發(fā)式圖搜索的測點(diǎn)選擇算法選擇測點(diǎn)，具體步驟包括： S2. 1 :設(shè)置圖層次標(biāo)簽1 = 0 ;初始化根節(jié)點(diǎn)，根節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的信息包括：模糊組 =丨，測點(diǎn)集合T = {tp h，…，tH}，模糊組中第ρ個故障第111次仿真的數(shù) 據(jù)標(biāo)識= 1，P的取值范圍為1彡P(guān)彡I S I +1 ;將根節(jié)點(diǎn)記為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Obj ; S2. 2 :用測點(diǎn)集合T中的所有測點(diǎn)作為后繼節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展目標(biāo)測點(diǎn)節(jié)點(diǎn)Ob j，圖層次標(biāo)簽 1 = 1+1; S2. 3 :對于圖層1-1中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Obj的模糊組劃分結(jié)果，依次選擇圖層1中各節(jié)點(diǎn)對應(yīng) 的測點(diǎn)^的仿真數(shù)據(jù)，對各個大小大于1的模糊組進(jìn)行進(jìn)一步劃分，計算每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的 信息熵，具體方法為： 記原模糊組』^中故障數(shù)量為F，j' = 1，2,…，Ακ，Ακ表示圖層1-1中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Obj 的模糊組數(shù)量，根據(jù)該模糊組中第f個故障第m次仿真在圖層1-1中的數(shù)據(jù)標(biāo)識,從 測點(diǎn)h、故障sf對應(yīng)測量數(shù)據(jù)V (f，m，i)中篩選出數(shù)據(jù)標(biāo)識= 1的第m次仿真的測量數(shù) 據(jù)，根據(jù)篩選出的測量數(shù)據(jù)得到測點(diǎn)^在F個故障中每個故障下的測量數(shù)據(jù)極值，共計2F 個極值，對極值數(shù)據(jù)去重，得到Q個極值，將極值作為測量數(shù)據(jù)的間隔，得到Q-1個區(qū)間fi， j的取值范圍為j = 1，2, "'Q-l ; 判斷篩選出的測點(diǎn)&在各故障％下的測量數(shù)據(jù)區(qū)間是否與區(qū)間A相交，如果相交，則 將該故障加入對應(yīng)的模糊組、，否則不做任何操作；將最終得到的模糊組?中的故障數(shù)量 記為|Α」； 如果|Α」=0,刪除該模糊組，否則對于模糊組、中第k個故障\k，k的取值范圍為 1彡k彡| A」|，如果MC次仿真中第m次仿真對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)V (sk，」，m，i)落入模糊組、對 應(yīng)的區(qū)間％，設(shè)置初始數(shù)據(jù)標(biāo)識=1，否則設(shè)置初始數(shù)據(jù)標(biāo)識=〇,分別將每次仿 真的初始數(shù)據(jù)標(biāo)識與<^進(jìn)行與運(yùn)算，得到圖層1中第m次仿真的數(shù)據(jù)標(biāo)識;根據(jù) 標(biāo)識計算模糊組、的發(fā)生概率Ρι>計算公式為： I-'1/： MC ΣΣ4- Pr = r |S|xMC 根據(jù)各模糊組的發(fā)生概率計算測點(diǎn)h對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信息熵，計算公式為：
其中Au表示圖層1中，選擇測點(diǎn)ti所得到的模糊組總數(shù)； S2. 4 :對于圖層1中各節(jié)點(diǎn)，選擇信息熵最小的測點(diǎn)f對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)節(jié)點(diǎn)，如果 信息熵最小的測點(diǎn)有多個，則任意選擇一個；從測點(diǎn)集合T中將測點(diǎn)？刪除； S2. 5 :判斷最優(yōu)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)測點(diǎn)|的信息熵/ p j是否等于0或測點(diǎn)集合T是否為空集，當(dāng) 任意一個判斷結(jié)果為是時，測點(diǎn)選擇停止，進(jìn)入步驟S2. 5 ;否則將最優(yōu)節(jié)點(diǎn)作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn) Obj，返回步驟S2. 2 ; S2. 5 :回溯最優(yōu)節(jié)點(diǎn)至根節(jié)點(diǎn)路徑中包含的所有節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的測點(diǎn)，所得到的測點(diǎn)集即 為最優(yōu)的測點(diǎn)選擇方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測點(diǎn)選擇方法，其特征在于，所述故障模擬仿真采用蒙特卡 羅仿真。
【文檔編號】G01R31/316GK104090227SQ201410336324
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】楊成林, 田書林, 劉震, 龍兵, 周秀云 申請人:電子科技大學(xué)