[发明专利]一种基于经验小波变换的模拟滤波电路故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于经验小波变换的模拟滤波电路故障诊断方法，将方波信号作为待测模拟滤波电路故障诊断时其输入端的激励信号，然后利用蒙特卡洛统计分析方法进行仿真分析，获取各种故障状态下电路输出端的电压信号；接着利用改进的经验小波变换对电压信号进行分解，获取各个模态分量，将每个模态分量的特征向量进行拼接组成表征故障状态的新的特征向量，并通过利用广义辨别分析算法对新的特征向量进行降维，再用降维后的特征向量训练SVM模型，最后通过SVM模型诊断模拟滤波电路未知的故障状态。

技术领域

本发明属于模拟电路故障诊断技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于经验小波变换的模拟滤波电路故障诊断方法。

背景技术

随着现代电子电路技术的飞速发展，电路系统的集成度和复杂性越来越高，电路结构朝着“大数字，小模拟”的方向逐渐发展。据调查显示，电子电路中数字电路占比80％，但电子电路中80％的故障是由模拟电路元器件故障引发。因模拟滤波电路良好的放大和滤波的性能，其作为常见的模拟电路被广泛地应用于电网、通信、医疗等各个领域，因此模拟滤波电路中元器件的正常运行对电路系统的稳定性和可靠性至关重要。然而受环境、元器件容差的影响，滤波电路的截止频率、放大因子和滤波性能将会发生改变。因此如何在复杂环境下，获取丰富的故障特征和电路信息，有效地实现模拟滤波电路的故障诊断是相关研究的重难点。

此外，在模拟滤波电路故障诊断中，常见的激励信号有扫频信号和单脉冲信号，用于反映模拟滤波电路在不同的故障状态下的滤波效果。但以扫频信号为激励信号所得到的输出端的电压信号是一种非平稳信号，增加了对输出端电压信号时频域分析的困难。以单脉冲信号作为激励信号所得到的输出端的电压信号为该电路的脉冲响应，仅含有丰富的时域信息，无法进行频域分析。因此，在模拟滤波电路故障诊断时，将扫频信号和单脉冲信号作为激励限制了故障特征在频域方面的分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于经验小波变换的模拟滤波电路故障诊断方法，通过改进的经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)确定边界，再结合广义辨别分析算法和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)实现模拟滤波电路的故障诊断，提高故障诊断的效率。

为实现上述发明目的，本发明一种基于经验小波变换的模拟滤波电路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将幅值为5V，占空比为50％，频率为f的方波信号x(t)作为待测模拟滤波电路故障诊断时其输入端的激励信号；

(2)、利用蒙特卡洛分析方法对待测模拟滤波电路进行仿真分析，获取k种故障状态下电路输出端k×n组采样点数为M的电压信号v_ij(t)，i＝1,2,…,k,j＝1,2,…,n，n表示在待测模拟滤波电路的输出端采集电压信号的组数；

(3)、利用改进的经验小波变换对电压信号v_ij(t)进行分解，得到的m个模态分量，其中第q个模态分量表示为ewt_ijq(t)，q＝1,2,…,m；