一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法技术

本发明专利技术提供一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法，其包括以下步骤：步骤一、建立相关性模型，对相关性模型的D矩阵进行优化，步骤二，判断故障模式为肯定会发生的故障、可能发生的故障或肯定不会发生的故障，步骤三，判断隔离单元为肯定发生故障的隔离单元、可能发生故障的隔离单元或肯定不发生故障的隔离单元，步骤四，诊断策略部署。使用该方法能够在短时间内对产品所有故障模式进行诊断并对发生故障的隔离单元进行隔离。借助此方法实施对产品故障的诊断与隔离，既可以基于测试性模型得出的相关性矩阵实现故障模式的诊断，又可以将生成的诊断策略部署到实际产品的运行过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法
本专利技术涉及测试方法领域，具体地涉及一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法。
技术介绍
产品的测试性设计概念早在1970年的CherryHill测试会议上就被提出，到70年代中期，由于集成电路设计的发展，测试性设计的必要性逐渐被人们认识和重视。随着测试性设计相关的论文及研究成果也越来越多，测试性设计已成为集成电路测试领域中的一个重要的组成部分。准确地衡量、评价产品的测试性设计水平一个重要方法是测试性建模，是指使用标准化的形式对系统或设备的隔离单元、信号、故障模式、故障率、测试以及它们之间的相互关系进行描述的过程。用这种方法对系统的测试性设计进行描述和表达后，可以方便地使用计算机进行辅助分析，并可以根据分析结果改进测试性设计、自动生成测试方法与故障模式之间的依存关系(相关性矩阵)及诊断隔离树，极大地提高了测试性设计的效率。目前，基于相关性矩阵的诊断隔离树为利用AO*、Rollout等算法，以测试成本最小为优化条件，生成诊断隔离的测试步骤和诊断隔离结果。该诊断隔离树可有效减少故障诊断时所需的测试项，降低诊断隔离成本，可有效指导诊断隔离设计。但是，基于相关性矩阵的诊断隔离树还存在两个问题：其一是仅支持单故障发生情况，不支持多故障并存时的诊断隔离。这是由于测试性建模的一基本假设是单一故障发生，相关性矩阵正是在该前提下生成的，所以诊断隔离树只能用于单一故障发生时诊断隔离，而实际情况下很多都是多故障并存状态，这导致诊断隔离树的应用场景有限；。基于测试性模型进行测试性设计验证评价主要面临两个问题：其一，如何基于测试性模型得出的相关性矩阵实现故障模式的诊断；其二，生成的诊断策略与实际产品的运行过程相互脱节。鉴于此，本专利技术主要基于测试性建模后生成的D矩阵提炼一套用于故障诊断的策略，并将其转换成可在产品工作程序中运行的代码，实现在实际产品中对诊断策略的部署，从而实现嵌入式的故障诊断、隔离。从测试性模型到诊断策略的现场部署，扩展了测试性设计验证评价技术的应用范围，以期能为产品测试性设计的验证与评价、故障的快速诊断与隔离提供一种切实可行的新途径。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提出一种测试准确性高、故障源查找速度快的一种基于相关性模型的机内最优测试点选择方法。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供了一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法，实现步骤如下：步骤一、建立相关性模型，对相关性模型的D矩阵进行优化：相关性模型的D矩阵的表达式如下所示，其中F为故障模式，n为故障模式数量，T为测试，m为测试数量，矩阵的第i行[ai1ai2…aim]表示的是产品第i个故障模式和每一个测试之间的相关性，矩阵的第j列[a1ja2j…anj]T表示的是第j个测试和每个故障模式之间的相关性，当aij＝0时，表示第i个故障模式和第j个测试不相关，当aij＝1时，表示第i个故障模式和第j个测试相关；将D矩阵中代表不可检故障模式的全0行、代表所有测试都可检的故障模式的全1行、代表无效测试的全0列以及代表能测到所有故障模式的超级测试的全1列进行删除；将D矩阵中代表模糊组的相同行以及代表冗余测试的相同列进行合并，得到优化后矩阵D0，优化后矩阵D0的表达式如下：步骤二，判断故障模式为肯定会发生的故障、可能发生的故障或肯定不会发生的故障，其包括以下子步骤：步骤21、获取测试结果向量确定需要进行嵌入式诊断的产品，采集产品当前状态的传感器测试信息，判断测试是否通过，当测试不通过时，则将该测试记为“1”；当测试信息通过时，则将该测试记为“0”。将产品的所有测试对应的“1”和“0”根据D矩阵中测试点的顺序排成一行，就组成了该产品在当前时刻的测试结果向量；D矩阵D0中每个故障模式对应的该行测试信息称为测试向量，由“0”、“1”组成，“0”代表故障模式与测试不具备相关性，“1”代表故障模式与测试之间具备相关性；步骤22、判定肯定会发生的故障：将优化后矩阵D0中每个故障模式对应的测试向量进行逐位比较，如果某个故障模式在D0矩阵中对应的测试向量与测试结果向量完全一致，则可以判定该故障模式为肯定会发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有肯定会发生的故障模式集；步骤23、判定可能发生的故障:如果某个故障模式在D0矩阵的测试向量对应的测试全部包含于测试结果向量对应的测试集中，则可以判定该故障模式为可能发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有可能会发生的故障模式集；步骤24、判定肯定不会发生的故障：如果某个故障模式在D矩阵的测试向量中存在某位上“1”对应的测试不在测试结果向量“1”对应的测试集中，则可以判定该故障模式为肯定不会发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有肯定不会发生的故障模式集；步骤三，判断隔离单元为肯定发生故障的隔离单元、可能发生故障的隔离单元或肯定不发生故障的隔离单元，其包括以下子步骤：步骤31、确定产品的隔离单元以及各单元下的故障模式：结合需要进行诊断的产品组成信息，确定其隔离单元，根据产品各单元的硬件特性和功能特性来确定产品各隔离单元下的所有故障模式；步骤32、判定肯定发生故障的隔离单元：如果某个隔离单元对应的故障模式中存在肯定发生的故障，则可以判定该隔离单元为肯定发生故障的隔离单元，依次来遍历所有隔离单元，最终得到所有肯定发生故障的隔离单元；步骤33、判定可能发生故障的隔离单元：如果某个隔离单元对应的故障模式中没有肯定发生的故障，但存在可能发生的故障，则判定该隔离单元为可能发生故障的隔离单元，依次来遍历所有隔离单元，最终得到所有可能定发生故障的隔离单元；步骤34、判定肯定不发生故障的隔离单元：如果某个隔离单元对应的故障模式中不存在肯定发生的故障和可能发生的故障，即该隔离单元下的故障模式都是肯定不发生的故障，则判定该隔离单元为肯定不发生故障的隔离单元，依次遍历所有隔离单元，最终得到所有肯定不发生故障的隔离单元；步骤四，诊断策略部署：将以上诊断策略以C语言代码或动态链接库的方式部署到产品的诊断策略库中，产品在诊断策略库中调用该诊断代码和动态链接库来进行故障的诊断与隔离，从而得到所有肯定发生的故障、可能发生的故障以及肯定不发生的故障，并根据故障发生的诊断情况来确定所有肯定发生故障的隔离单元、可能发生故障的隔离单元以及肯定不发生故障的隔离单元。优选地，步骤四具体包括以下子步骤：步骤41、添加诊断函数的调用：在产品的软件代码中添加源文件的引用，并在诊断时机的代码位置中添加诊断函数的调用；步骤42、定义测试结果数组：采集产品的传感器测试信息，将测试结果向量表示成数组，并在诊断代码中定义测试结果存放的数组；步骤43、将测试结果按顺序赋值测试向量数组：在测试结束后，将测试结果按顺序依次赋值给定义的测试结果数组中；步骤44、添加诊断代码的引用：将生成的诊断代码拷贝至软件工程的文件夹中，并在软件工程中添加诊断代码文件，根据诊断需求分析中确定的诊断时机，确定诊断代码运行的源文件，在源文件或其对应头文件中添加诊断代码头文件的引用，在产品功能代码中找出诊断时机对应的位置，调用诊断函数；步骤45、完成故障模式诊断动态链接库的调用：当应用故障模式诊断函数代码时，在产品功能代码中找出诊断时机对应的位置，依次调用故障模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一、建立相关性模型，对相关性模型的D矩阵进行优化：相关性模型的D矩阵的表达式如下所示，

【技术特征摘要】
1.一种基于相关性矩阵的嵌入式故障诊断方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一、建立相关性模型，对相关性模型的D矩阵进行优化：相关性模型的D矩阵的表达式如下所示，其中F为故障模式，n为故障模式数量，T为测试，m为测试数量，矩阵的第i行[ai1ai2…aim]表示的是产品第i个故障模式和每一个测试之间的相关性，矩阵的第j列[a1ja2j…anj]T表示的是第j个测试和每个故障模式之间的相关性，当aij＝0时，表示第i个故障模式和第j个测试不相关，当aij＝1时，表示第i个故障模式和第j个测试相关，将D矩阵中代表不可检故障模式的全0行、代表所有测试都可检的故障模式的全1行、代表无效测试的全0列以及代表能测到所有故障模式的超级测试的全1列进行删除；将D矩阵中代表模糊组的相同行以及代表冗余测试的相同列进行合并，得到优化后矩阵D0，优化后矩阵D0的表达式如下：步骤二，判断故障模式为肯定会发生的故障、可能发生的故障或肯定不会发生的故障，其包括以下子步骤：步骤21、获取测试结果向量确定需要进行嵌入式诊断的产品，采集产品当前状态的传感器测试信息与标准进行比较，判断测试是否通过，当测试不通过时，则将该测试标记为1；当测试信息通过时，则将该测试标记为0，将产品当前时刻的所有测试对应的1和0根据D矩阵中测试点的顺序排成一行，就组成了该产品在当前时刻的测试结果向量；D矩阵D0中每个故障模式对应的该行测试信息称为测试向量，由0和1组成，0代表故障模式与测试不具备相关性，1代表故障模式与测试之间具备相关性；步骤22、判定肯定会发生的故障：将优化后矩阵D0中每个故障模式对应的测试向量进行逐位比较，如果某个故障模式在D0矩阵中对应的测试向量与测试结果向量完全一致，则可以判定该故障模式为肯定会发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有肯定会发生的故障模式集；步骤23、判定可能发生的故障:如果某个故障模式在D0矩阵的测试向量对应的测试全部包含于测试结果向量对应的测试集中，则判定该故障模式为可能发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有可能会发生的故障模式集；步骤24、判定肯定不会发生的故障：如果某个故障模式在D矩阵的测试向量中存在某位上1对应的测试不在测试结果向量1对应的测试集中，则判定该故障模式为肯定不会发生的故障，依次遍历所有故障模式，最终得到所有肯定不会发生的故障模式集；步骤三，判断产品的隔离单元为肯定发生故障的隔离单元、可能发生故障的隔离单元或肯定不发生故障的隔离单元，其包括以下子步骤：步骤31、确定产品的隔离单元以及各隔离单元下的故障模式：结合需要进行诊断的产品组成信息，确定其隔离单元，根据产品各隔离单元的硬件特性和功能特性来确定产品各隔离单元下的所有故障模式；步骤32、判定肯定发生故障的隔离单元：如果某个隔离单元对应的故障模式中存在肯定发生的故障，则可以判定该隔离单元为肯定发生故障的隔离单元，依次遍历所有隔离单元，得到所有肯定发生故障的隔离单元；步骤33、判定可能...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾照洋，蒋觉义，王硕，
申请(专利权)人：中国航空综合技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11