基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,该方法首先对采集到的电路频域响应数据进行中心化和白化预处理，然后利用独立成分分析技术寻找数据的最大非高斯方向，应用改进FastICA算法进行开关电流电路故障特征提取，结合投影寻踪技术实现原始数据的成功降维。最后，针对不考虑电路容差和考虑电路容差两种情况，分别给出不同的诊断步骤，完成故障分类和识别。仿真实验结果表明，提出的故障提取方法能获取最优故障特征，并表现出了比其他特征提取方法更好的性能，有助于提高开关电流电路故障诊断效率。

Fault Diagnosis Method of Switched Current Circuit Based on Improved FastICA

The invention discloses a fault diagnosis method for switched current circuit based on improved FastICA. The method first centralizes and whitens the collected frequency domain response data of the circuit, then uses independent component analysis technology to find the maximum non-Gaussian direction of the data, applies improved FastICA algorithm to extract fault features of switched current circuit, and realizes it with projection pursuit technology. Successful dimensionality reduction of raw data. Finally, different diagnostic steps are given to classify and identify the faults, regardless of the circuit tolerance and considering the circuit tolerance. The simulation results show that the proposed fault extraction method can obtain the optimal fault features, and show better performance than other feature extraction methods, which is helpful to improve the efficiency of fault diagnosis of switched current circuits.

【技术实现步骤摘要】
基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法
本专利技术涉及一种基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法。
技术介绍
随着模数混合信号集成电路的发展，要求系统的模拟电路部分具有标准数字CMOS集成工艺,而混合信号电路中的模拟部分可以采用与数字部分相同的低成本数字CMOS工艺通过开关电流技术来实现，开关电流(SwitchedCurrent,SI)电路属于电流模式模拟采样数据信号处理技术，作为开关电容技术的替代技术，它用离散时间采样数据处理连续时间模拟信号，具有低电压、低功耗、高速度、芯片面积小、电流求和运算简单、无需线性浮置电容、与标准数字CMOS工艺完全兼容等优点，有利于超大规模数模混合电路的集成实现以达到小波变换器件的微型化。开关电流电路作为模数混合信号系统中模拟电路的一部分，在近十几年也得到迅速的发展。一旦开关电流系统被设计和集成为复杂的混合模拟和数字系统后，就必须解决开关电流电路的故障分类与诊断问题。然而，开关电流电路由于故障模型和故障特征的复杂性、元件参数的分布性、广泛的非线性、噪声以及大规模集成化等现象使电路故障信息表现为多特征、高噪声、非线性的数据集，且受到特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义故障模式；对开关电流电路中的器件进行故障模拟，定义故障模式；步骤2：采集电路频域响应数据；采集开关电流电路幅频响应和相频响应数据；步骤3：对频域响应数据进行中心化、白化预处理；步骤4:ICA故障特征提取以及采用独立成分投影寻踪技术降维；ICA故障特征提取是指：利用ICA技术寻找数据的最大非高斯方向W，应用改进FastICA算法进行开关电流电路故障特征提取；采用独立成分投影寻踪技术降维是指：利用最大非高斯方向W值获得所有故障模式下的投影WTZ；步骤5：故障分类及识别；针对不考虑电路容差和考虑电路容差两...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义故障模式；对开关电流电路中的器件进行故障模拟，定义故障模式；步骤2：采集电路频域响应数据；采集开关电流电路幅频响应和相频响应数据；步骤3：对频域响应数据进行中心化、白化预处理；步骤4:ICA故障特征提取以及采用独立成分投影寻踪技术降维；ICA故障特征提取是指：利用ICA技术寻找数据的最大非高斯方向W，应用改进FastICA算法进行开关电流电路故障特征提取；采用独立成分投影寻踪技术降维是指：利用最大非高斯方向W值获得所有故障模式下的投影WTZ；步骤5：故障分类及识别；针对不考虑电路容差和考虑电路容差两种情况，分别给出不同的诊断步骤，完成故障分类和识别。2.根据权利要求1所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法，其特征在于，步骤1中，对待测电路进行灵敏度分析，得到元件参数的改变对电网络系统特征的一阶改变，来定位电路中最有可能发生故障的故障元件。3.根据权利要求1所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法，其特征在于，步骤4中，采用基于独立成分分析技术的故障特征提取方法是指以非高斯性、独立性为ICA特征提取根据，采用改进FastICA算法寻找数据的最大非高斯方向，即得到数据最大的独立成分，获得最优故障特征。4.根据权利要求3所述的基于的开关电流电路故障诊断方法，其特征在于，步骤4包括以下子步骤：1)对观测数据x进行中心化处理，使均值为0，即x←x-E{x}；2)白化处理，使观察数据具有单位方差，即Cx＝E{xxT}，D＝diag{d1,d2,...,dn}，其中di为Cx的特征值，n为特征值的维数，E＝(e1,e2,...,en)，其中ei为Cx的单位范数特征向量，有：3)初始化要估...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙英，熊跃军，李正大，尹江平，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43