[发明专利]一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法

权利要求书

1.一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定被测电路的测试点、工况组成和电路状态种类；

设被测电路有n个测试点，有m个工况，有p种故障状态，加上健康状态，则被测电路共有(p+1)种电路状态；n、m、p均为正整数；

步骤二，根据电路历史运行数据或者仿真数据，获取被测电路在各电路状态和各电路工况下的电路测试点数据集；

将每个工况用唯一的m位的二进制序列编码，二进制序列中只有一位是1，其他位都是0；设获得测试数据集D'如下：

D'＝{(x₁₁,y₁),(x₁₂,y₁),…,(x_1n,y₁),(x_1(n+1),y₁),…,(x_1(n+m),y₁),(x₂₁,y₂),(x₂₂,y₂),…,(x_2n,y₂),(x_2(n+1),y₂),…,(x_2(n+m),y₂),…,(x_d(n+m),y_d)}

其中，d为样本个数，x_in表示第i个样本中测试点T_n所测得的数据值，y_i表示采集第i个样本时的电路状态，x_i(n+1),…,x_i(n+m)表示采集第i个样本时的电路工况，为二进制序列；

步骤三，以数据集D'为训练样本构建扩展决策树；

利用分类回归树法，以数据集D'中的n个测试点T₁,T₂,…T_n和m位工况编码A₁,A₂,…,A_m为属性，以电路状态S₀,S₁……S_p为所属类别，构建扩展决策树；

步骤四，采集被测电路测试点数据，将测试点数据和工况编码依据扩展决策树，诊断电路状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤二中，获取被测电路在不同状态和不同工况组合下的测试点数据；对于每个状态与工况组合情况下，对每个测试点结果，都分别选取最大值和最小值情况作为样本数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤二中，将每个工况表示为一个m位的二进制序列，第k个工况O_k的二进制序列为

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤三中，在构建扩展决策树时，首先计算数据集D'的基尼值Gini(D')；然后，计算各属性的基尼指数；

属性T_q(q＝1,2,…,n)和A_j(j＝1,2,…,m)的基尼指数Gini_index(D',T_q)、Gini_index(D',A_j)分别如下：

其中，V表示属性T_q或A_j的划分种类个数；D'^v表示属性第v个分类的样本集，|D'^v|和|D'|分别表示集合D'^v和D'的样本个数；

选取其中最小的基尼指数对应的属性作为最优划分属性，作为扩展决策树的根节点；

从节点依据属性值将数据集划分为两支，对每支数据集进行重复属性划分工作，直到将数据集中的样本都划分到一种电路状态为止，扩展决策树构建完成。