[发明专利]结合相关性关系和灰色聚类技术的电路健康分级评估方法

摘要

本发明提供了一种结合相关性关系和灰色聚类技术的电路健康分级评估方法，属于故障诊断技术领域。本方法首先确定电路的观测指标和健康分级，建立相关性图形模型，获得相关性矩阵，再利用相关性矩阵确定最优观测指标及其权重，并通过仿真建立观测指标的白化权函数，最后获取电路待测对象的观测值，进行聚类系数计算，完成健康分级评价。本发明利用相关性矩阵提取优选观测指标并确定相应指标权重，使权重能够反映指标对电路状态改变的敏感程度；利用仿真获得白化权函数，最后根据实测数据实现灰色聚类健康评价，评价结果准确，符合实际情况。

主权项

1.一种结合相关性关系和灰色聚类技术的电路健康分级评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：确定各检测单元下的观测指标，确定电路在健康状态、亚健康状态以及故障状态下所有可能的状态模式；步骤二：建立相关性图形模型，获得相关性矩阵D；设检测单元集合为{U₁,U₂,…,U_n′}，测试点集合为{T₁,T₂,…,T_m}，n′表示检测单元数，m表示观测指标个数；相关性矩阵D中第i行第j列元素d_ij表示测试点T_j与检测单元U_i是否相关，当T_j可测得U_i的非健康信息时表示相关，此时d_ij取值为1，当T_j不能测得U_i的非健康信息时表示不相关，此时d_ij取值为0；i＝1,2,…n′；j＝1,2,…m；步骤三：利用相关性矩阵确定最优观测指标及其权重；选取最优测试点的方法如下：(1)计算待分割矩阵中各测试点的聚类权值，从中选择聚类权值最大的测试点作为第p个最优测试点；初始的待分割矩阵为相关性矩阵D，初始p＝1；(2)设第p个最优测试点在待分割矩阵中对应的列矩阵为Tj，将待分割矩阵中Tj中元素为0对应的行构成子矩阵将待分割矩阵中Tj中元素为1对应的行构成子矩阵(3)若的行数不为0，将作为新的待分割矩阵，进入(1)执行；否则终止迭代；设选出p个最优测试点，1≤p≤n′，其中第j个测试对系统影响的百分比权值ω_j表示为：其中，表示由相关性矩阵D获得的测试点T_j的聚类权值，通过对矩阵D中第j列元素求和得到；步骤四：通过仿真建立观测指标的白化权函数；采用PSpice软件建立电路仿真模型，分别对电路的健康状态、各亚健康状态以及各故障状态进行仿真，采集各状态下的观测指标数据，总结健康状态、亚健康状态和故障状态在不同观测指标下的分布范围，通过区间的划分来确定白化权函数；步骤五：获取待测对象的观测值，进行聚类系数计算，进行健康分级；获取待测对象h在第j个观测指标的观测值x_hj，计算待测对象h关于第k个系统状态的灰色白化权函数聚类系数其中，k＝1,2,3，分别代表健康状态、亚健康状态和故障状态；表示第k个系统状态在第j个观测指标下的白化权函数；设s＝3，则待测对象h属于第k^*个系统状态。