一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法。具体方法步骤如下：根据现有模拟电路系统制作用于测试的相同模拟电路，通过灵敏度分析得到测试电路上的关键节点，并为关键节点安装继电器，继电器闭合频率可以设置为两种模式：固定频率以模拟周期性的间歇故障，随机闭合频率以模拟随机性间歇故障。通过控制关键节点继电器的间歇性闭合可以模拟电路系统的间歇故障运行状态，从而得到测试电路的样本数据，通过对采集到的样本数据进行EEMD处理和特征提取，构建能量特征矩阵，利用特征矩阵进行不同状态的HMM训练，使用训练好的HMM对采集到的现有模拟电路信号数据进行识别分类，能高效、准确识别现有模拟电路系统信号故障类型。

A method of analog circuit intermittent fault diagnosis based on EEMD and HMM

The invention discloses an analog circuit intermittent fault diagnosis method based on EEMD and HMM. The specific steps are as follows: according to the existing analog circuit system, the same analog circuit for testing is made, the key nodes in the test circuit are obtained by sensitivity analysis, and the relay is installed for the key nodes. The relay closing frequency can be set in two modes: fixed frequency to simulate periodic intermittent faults, followed by The machine closing frequency is used to simulate random intermittent faults. By controlling the intermittent closure of the key node relay, the intermittent fault operation state of the circuit system can be simulated, and the sample data of the test circuit can be obtained. By EEMD processing and feature extraction of the collected sample data, the energy characteristic matrix can be constructed, and the HMM training in different states can be carried out using the characteristic matrix. The trained HMM can recognize and classify the existing analog circuit signal data and identify the fault types of the existing analog circuit system efficiently and accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法
本专利技术涉及模拟电路的间歇故障诊断
，具体涉及一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法。
技术介绍
电路系统间歇故障是指故障持续一段有限时间，不经任何修复性维护活动，随后又自行恢复执行所需功能能力的一种故障。间歇故障是随机出现和消失的一种间歇发生、难以预料的物理现象。重复出现和消失，主要由系统内部的缺陷(不稳定的硬件和软件)引起，而发生与否取决于某些特定的系统条件。在间歇故障活跃期时，系统会产生错误结果；在间歇故障不活跃时，系统故障又将输出正确结果，且事后通常又找不到故障原因所在，由此引发虚警，造成了设备的任务中断和无效维修，导致了极大的资源浪费和重大损失。虽然数模混合电路中80％是数字电路，但是80％的故障却是发生在模拟电路部分。模拟电路部分的故障诊断是集成电路故障诊断的瓶颈，制约着整个电子系统故障诊断技术的发展，而模拟电路中的间歇故障的诊断则是模拟电路故障诊断的首要问题，解决好了间歇故障的诊断问题，模拟电路的其他故障问题都可以得到很好的诊断与识别，所以模拟电路部分的可靠性与安全性对整个系统来说至关重要，模拟电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据现有模拟电路系统制作用于测试的相同模拟电路，测试电路可进行相关节点的故障注入操作，使用灵敏度分析方法对测试电路进行分析，确定测试电路中的关键节点，选择与测试电路运行状态关联最大的几个关键节点，并为其安装相应继电器；2)继电器闭合频率可以设置为两种模式：设定固定频率模式以模拟周期性的间歇故障，设定随机闭合频率模式以模拟随机性间歇故障。在测试电路的输入端给定稳定激励信号的情况下，设定继电器闭合频率，在测试电路的输出端处以一定频率采集输出电压来获得响应电压信号，经过滤波器滤除噪声信号共获得N种样本数据；3)将得...

【技术特征摘要】
1.一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据现有模拟电路系统制作用于测试的相同模拟电路，测试电路可进行相关节点的故障注入操作，使用灵敏度分析方法对测试电路进行分析，确定测试电路中的关键节点，选择与测试电路运行状态关联最大的几个关键节点，并为其安装相应继电器；2)继电器闭合频率可以设置为两种模式：设定固定频率模式以模拟周期性的间歇故障，设定随机闭合频率模式以模拟随机性间歇故障。在测试电路的输入端给定稳定激励信号的情况下，设定继电器闭合频率，在测试电路的输出端处以一定频率采集输出电压来获得响应电压信号，经过滤波器滤除噪声信号共获得N种样本数据；3)将得到的每种样本数据都均分成m段有相同数量样本点的数据段，采用EEMD方法处理每段信号样本，对原始数据每段信号样本数据特征提取后，将会得到一个m行的特征向量矩阵。将得到的N个特征向量矩阵输入到N个HMM中，训练得到相应的N种隐马尔可夫模型；4)在现有模拟电路系统的输入端给定与测试电路相同的激励信号，输出端以一定频率采集输出电压来获得响应电压信号作为待测样本数据，然后利用步骤3)中的EEMD方法处理待测样本，最终得到待测样本的特征向量矩阵；5)将得到的现有模拟电路待测样本的特征向量矩阵输入到步骤3)中训练好的N个HMM中，即可得到现有模拟电路故障类型的分类识别结果，从而识别出间歇故障。2.根据权利要求1所述的，一种基于EEMD和HMM的模拟电路间歇故障诊断方法，其特征在于，所述步骤1)选取模拟电路系统中的关键节点元器件的具体过程为：在同一电路系统中不同的元器件的运行对整个电路系统的影响是不同的，只要判断影响系统运行的关键节点元器件的运行状况，就可以大致判断整个系统的运行情况。灵敏度分析就是研究与分析系统元器件参数变化与一个系统的状态或输出敏感程度的方法，通过灵敏度分析可以判断哪些元器件对电路系统有较大的影响，针对这些关键节点元器件进行研究，即可对系统的整体状态进行诊断与识别。由于现有模拟电路系统通常不能添加相应的中继器以实现故障的注入操作，所以需要根据现有模拟电路系统制作用于测试的相同模拟电路，测试电路可进行相关节点的故障注入。使用灵敏度分析方法对测试电路进行分析，确定测试电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈剑锋，贺孝言，肖晨，范滨淇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50