[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

说明书

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，属于电子系统可靠性领域。电路早期故障状态和正常工作状态有较大混叠难以区分，导致检测结果不理想。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，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；建立关键元器件的退化模型，通过仿真实验获取退化数据；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；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。

技术领域

本发明涉及一种模拟电路早期故障检测方法。

背景技术

模拟电路中的故障可以分为硬故障和软故障两种，其中硬故障指的是由于元器件短路或断路造成电路失效，软故障是指电路中的元器件参数偏移超出容差范围而引起电路性能下降。电路的早期故障属于电路软故障的早期阶段，这时电路性能刚刚开始退化。故障检测是对待测电路是否存在故障进行检测，不需细分故障状态及故障位置，只需检测电路系统是否处于正常状态。

在电子系统的故障检测领域，国内外的研究机构以及学者已经完成了相当多的研究工作，但故障检测研究的对象大多数为模拟电路参数变化较大的软故障，主要集中在元器件参数偏离容差范围50％以上的故障，而对早期故障检测的研究则很少涉及。然而早期故障检测对提高系统的可靠性有着很重要的意义，因为元器件的退化效应会导致电路出现渐变性故障，且故障程度会随时间逐渐加深。当电路出现早期故障时，其性能已经开始下降，只是故障特征微弱，难以察觉，但若任其发展则可能会导致系统失效，造成非常严重的后果。

因此，为了解决上述问题，需要找到一种模拟电路的故障检测方法，可以区分待测电路的早期故障状态和正常工作状态，对待测电路的早期故障进行检测，实现电路故障隐患的早期预报。

发明内容

本发明的目的是为了解决电路早期故障状态和正常工作状态有较大混叠难以区分，导致的检测结果不理想问题，而提出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。

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，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。

本发明的有益效果为：

本发明能够区分待测电路的早期故障状态和正常工作状态，对待测电路的早期故障进行检测，实现电路故障隐患的早期预报。

本发明解决了电路早期故障状态和正常工作状态有较大混叠难以区分导致检测结果不理想的问题。以某高压电源板为例，本发明对故障偏移量为10％、20％、30％、40％的检测效果如下表所示。

高斯过程回归模型检测率

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2a为本发明涉及的某高压电源板第一部分电路图；

图2b为本发明涉及的某高压电源板第二部分电路图；

图3为本发明涉及的小波包分解第四个参数的高斯过程回归正常包络模型；

图4a为本发明涉及的无故障时检测结果；

图4b为本发明涉及的出现故障时检测结果；