[发明专利]一种基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法

权利要求书

1.一种基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，该方法是基于虚拟仪器检测平台利用多分支线缆网络多反射的波形特点，采集多种飞机线缆网络结构的无故障反射波形；利用反射检测方法采集线缆网络反射波形的实验系统包括有PXI总线控制器、信号发生器模块、数据采集模块、计算机、显示器和T型接头，利用LabSQL将数据库文件导入虚拟仪器检测平台并在虚拟仪器平台对数据库文件进行操作，包括以下步骤： 

1）采集各种飞机线缆网络结构的无故障反射波形作为故障定位图形匹配运算时的模板波形，并将波形数据导入到数据库软件中； 

2）通过LabSQL将上述模板波形数据导入到虚拟实验平台中建立无故障反射波形信息库，并建立能够在虚拟仪器平台对数据库数据进行调用操作的VI（Virtual Instrument虚拟仪器）； 

3）对故障线缆网络进行检测得到故障线缆网络反射波形； 

通过对模板信息库中模板波形的调用，经过图形匹配运算查找与故障线缆网络反射波形匹配的模板波形，根据匹配结果确定出现故障的线缆网络分支结构； 

4）根据图形匹配计算模板反射波形与故障反射波形相似系数与差值系数确定故障类型及故障具体的分支位置。 

2.根据权利要求1所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述采用的虚拟仪器测试平台包括：作为测试平台控制系统的计算机；通过PXI总线与计算机连接作为波形检测模块的信号发射卡及信号采集卡；虚拟仪器软件LabVIEW编写的VI作为测试平台的软件系统。 

3.根据权利要求2所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述虚拟仪器测试平台包括有以下模块：信号 发射卡与信号采集卡组成的波形检测模块；对采集信号进行信号处理计算的子VI组成的信号处理模块；图形匹配算法组成的图形匹配模块；由无故障线缆网络反射波形信息组成的模板波形信息库。 

4.根据权利要求1所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述步骤1）中所述的采集多种飞机线缆网络结构无故障反射波形的过程还包括：通过虚拟仪器测试平台的信号发射卡发射高频低压脉冲方波信号；信号采集卡对无故障线缆网络反射波形进行采集作为图形匹配运算的模板波形；信号处理模块对信号进行滤波降噪，归一化处理。 

5.根据权利要求1所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述步骤2）中所述的通过接口协议将上述波形导入到数据库中建立无故障反射波形信息库的过程还包括：将权利要求4中的无故障线缆网络反射波形数据导入数据库软件中；通过接口协议将数据库与虚拟仪器测试平台系统连接；在虚拟仪器测试平台对数据库内反射波形数据进行查询、添加、删除、修改的操作。 

6.根据权利要求1所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：在所述的对故障线缆网络进行检测得到故障线缆网络反射波形的过程包括：通过信号发射卡发射高频低压脉冲方波信号；信号采集卡对故障线缆网络反射波形进行采集；信号处理模块对信号进行与权利要求4类似的处理。 

7.根据权利要求1所述的基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：在所述的通过对信息库中模板波形的调用，经过图形匹配运算查找与之匹配的模板波形，确定出现故障的线缆网络分支结构，然后根据相似系数与差值系数确定故障类型及故障具体的分支位置的过程包括：无故障模板反射波形的自相关运算；故障反射波形与无故障模板反射波形的信号对齐运算；故障反射波形与无故障模板反射波形的互相关运算；计算之前 所做自相关函数与互相关函数的差值函数。 

8.根据权利要求7所述基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述通过对信息库中模板波形的调用，经过图形匹配运算查找与之匹配的模板波形，确定出现故障的线缆网络分支结构，然后根据相似系数与差值系数确定故障类型及故障具体的分支位置的过程包括：计算差值函数最大值与自相关函数的最大值之比为差值系数δ，体现模板波形与被检波形存在的最大形状差异；相似系数γ是体现两波形相似程度的系数，计算公式如下： 

γ=1-δ 

其中n=0,1,2,3,…,N-1。 

9.根据权利要求8所述基于图形匹配算法的飞机线缆网络故障定位方法，其特征是：所述通过对信息库中模板波形的调用，经过图形匹配运算查找与之匹配的模板波形，确定出现故障的线缆网络分支结构，然后根据相似系数与差值系数确定故障类型及故障具体的分支位置的过程包括：利用无故障反射波形信息库中模板反射波形逐个与被测故障反射波形图形匹配，通过相似系数γ最大来确定出现故障的线缆网络分支结构；确定分支结构后，通过模板反射波形与故障反射波形的差值系数δ确定故障所在线缆网络分支位置。