[发明专利]基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法

权利要求书

1.一种基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、确定电路的输出信号及分析电路中可能存在的退化源作为电路的关键元器件；

步骤二、建立关键元器件的退化模型，通过仿真实验获取退化数据；

步骤三、对电路的输出信号进行特征提取，提取出能够反映输出信号退化的特征参数；

步骤四、建立基于退化的特征参数的正常包络模型并进行检测，完成电路的早期故障检测。

2.根据权利要求1所述的基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法，其特征在于：

所述步骤一中确定电路的输出信号的过程为，将电路的最终输出作为电路的输出信号；当电路存在中间级输出时，则将中间级输出作为输出信号；

所述步骤一中电路中可能存在的退化源作为电路的关键元器件包括两种情况：

一种是将在电路中易发生退化的元器件作为电路中的关键元器件；

另一种是对输出影响大的元器件，运用PSPice AA对电路中的基础元器件进行灵敏度分析，确定各元器件参数的变化对输出的影响程度，选择对输出影响程度大的元器件作为电路中的关键元器件；其中，对输出影响程度大是指影响程度最大的，以及大于影响程度最大的值的50-80％的元器件。

3.根据权利要求2所述的基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法，其特征在于：所述步骤二中建立关键元器件的退化模型，通过仿真实验获取退化数据的具体过程为：

步骤二一、对元器件的退化机理进行分析，建立每个关键元器件退化的模型；

步骤二二、根据元器件退化的模型计算出每个关键元器件在各时刻的参数退化状态；

步骤二三、将关键元器件退化后的参数加入到电路中，对各时刻分别进行仿真，得到电路在各时刻的输出即电路的退化状态作为获取到的退化数据。

4.根据权利要求3所述的基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法，其特征在于：所述步骤三中对电路的输出信号进行特征提取，提取出能够反映输出信号退化的特征参数的具体过程为：

步骤三一、分析获取到的退化数据，

若输出信号有明显的退化趋势，则不需要对输出的信号进行特征提取，直接用输出信号的参数作为特征来建立模型；

若输出信号没有明显的退化趋势，则不能直接作为输出的特征，需要对输出的信号进行特征提取，使得电路的特征更加明显；

其中，输出信号的参数包括电压、周期、脉宽；

明显的退化趋势是指特征退化曲线平滑，以Aout为周期，退化趋势由三次多项式拟合为：

PER_Aout＝2.248×10^-6t³+2.136×10^-4t²-1.457×10^-2t+37.02；

式中，t表示时间；

退化趋势的拟合优度通过以下指标衡量：

和方差、误差平方和以SSE0.05047为衡量标准；

均方根、标准差以RMSE0.01689为衡量标准；

决定系数为R-square以1为衡量标准；

校正后的决定系数Adjusted R-square以1为衡量标准；

当SSE和RMSE越接近0，则拟合效果越好；R-square和Adjusted R-square越接近1，则拟合效果越好；

步骤三二、对参数特征退化趋势不明显的输出信号进行特征提取，运用多种方法分别进行退化特征参数的提取；

步骤三三、通过以下条件评估各特征提取方法的提取效果，选择提取效果好的特征提取方法用于下一步正常包络模型的建模，提取效果好满足以下条件：

一是满足电路发生退化后输出的特征与未发生退化时要易于区分的条件；

二是满足特征曲线平滑，有明显的退化趋势。

5.根据权利要求4所述的基于退化特征参数正常包络模型的模拟电路早期故障检测方法，其特征在于：所述步骤四中建立基于退化的特征参数的正常包络模型并进行检测，完成电路的早期故障检测的具体过程为：

步骤四一、运用高斯过程回归算法，建立基于退化特征参数的正常包络模型；

步骤四二、对待检测电路的输出信号进行特征提取，将处理后的结果运用正常包络模型进行检测，得到电路故障检测结果。