[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

说明书

本发明提出一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法，属于故障诊断技术领域。包括以下步骤：步骤一，确定被测电路的测试点、工况组成和电路状态种类；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；步骤三，构建扩展决策树；步骤四，应用决策树，诊断电路。本发明通过采集各测试点信息和工况种类信息，构建一个既包括测试信息、也包括工况类型的特征矩阵，再根据基尼指数划分属性，构建扩展决策树，实现多工况综合故障诊断。与传统方法中每个工况建立一个决策树相比较，本发明方法只需构建一个决策树，大大减少了诊断资源，有效提高了诊断效率。

技术领域

本发明涉及一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法，属于故障诊断技术领域。

背景技术

电路故障诊断，主要是通过测试点的设计和布置来监测系统的运行状态，并在诊断出异常后进行分析处理。工况是指电路的工作状态。在实际的生活中一旦负载、输入等发生改变，那么电路工况也会发生变化。故障诊断对于电路的维修和后期的保障有很重要的作用。传统的决策树故障诊断方法只考虑单一工作状况下的情况，却很少考虑多种工况下的情况。在实际应用中，电路普遍存在着多工况频繁切换的过程，电路的诊断模型应随着多工况的切换而变化。

发明内容

本发明为了提高多工况电路决策树故障诊断效率，提出一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法，主要是通过采集各测试点信息和工况种类信息，构建一个既包括测试信息、也包括工况类型的特征矩阵，再根据基尼指数划分属性，构建扩展决策树，实现多工况综合故障诊断。与传统方法中每个工况建立一个决策树相比较，本发明方法只需构建一个决策树，大大减少了诊断资源，有效提高了诊断效率。

本发明提出的一种引入工况信息的电路故障诊断扩展决策树构建方法，具体包括以下几个步骤：

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；