一种雷达系统多故障诊断方法与流程

本发明属于雷达故障诊断领域，具体涉及一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法。

背景技术：

1、传统d矩阵相关性模型只能解决单故障假设条件下的故障诊断，其无法描述：1)某个测试点由于其他模块故障而无法正常工作的情况；2)某个故障发生引起的系统自我保护工作的情况；3)测试点有可能出现的有警不报、有警误报的虚警情况。

技术实现思路

1、为此，本发明提出了一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，进一步研究情况1)、2)导致的系统动态重置结构，考虑在多信号流图示模型中引入逻辑开关模块，给出故障与开关模块之间存在的相关关系，从而进一步更新相应的故障与测试点相关关系，给出改进扩展d矩阵，最后，通过构建基于多故障假设以及考虑测试点虚警情况的目标函数，采用自适应离散量子粒子群算法进行目标寻优，给出包含测试点有警不报、有警误报等两类虚警情况的最优故障诊断结果，为实际雷达系统考虑测试点虚警情况下的多故障诊断提供技术途径。

2、本发明的一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，具体包括以下步骤：

3、s1、建立不考虑开关模块的系统故障d矩阵

4、通过分析系统组成和故障模式以及存在的测试点，建立系统故障d矩阵，具体步骤如下：

5、s11：确定系统功能组成，形成相关故障模式集合，并梳理系统目前存在的测试点集合。

6、s12：基于步骤一给出的功能组成及故障模式集合，梳理不同测试点与故障模式之间的相关关系，建立系统多信号流图示模型。

7、s13：基于系统多信号流图示模型，按照故障d矩阵的规范模式，给出系统故障模式与测试点之间一一对应的系统全阶故障d矩阵。

8、s2、建立考虑开关模块的系统扩展故障d矩阵

9、进一步分析系统故障前后导致的系统重构状态，更新系统故障与测试点之间的相关关系，建立考虑开关模块的系统扩展故障d矩阵，主要步骤如下：

10、s21：分析系统故障前后存在的系统重置状态，梳理目前系统存在的开关模块集合，并基于开关模块所处位置，更新s12所示的模型，形成考虑开关模块的系统多信号流图示模型。

11、s22：根据故障模式与系统重置状态情况，建立故障模式与开关模块动作之间的相关矩阵，简称为f-s型d矩阵。

12、s23：基于s22给出的f-s型d矩阵，利用逻辑表达式对s1建立的系统故障d矩阵进行更新，形成考虑开关模块的系统扩展故障d矩阵。

13、s3、考虑测试点虚警的多故障诊断优化模型的建立

14、s31、根据系统故障后的开关和测试点反应，生成真实故障场景数组p、q；并随机生成一个包含故障状态、测试点异常状态、开关异常状态组成的故障假说数组h。

15、s32、目标函数e(h)的建立，考虑包含两部分：最小目标值和惩罚项部分，最小目标值代表故障假说h与系统实际开关和测试点状态集p、q之间存在的差异值；惩罚项部分为系统故障假说异常状态的范式取值，作为多故障假设比单故障发生概率低的权重程度。

16、s33、利用建立扩展的d矩阵和f-s型d矩阵，结合离散量子粒子群优化算法，不断更新故障假说数组h，以目标函数值最小为优化目标，获得最优的故障诊断结果。

17、s4、基于离散量子粒子群的故障诊断算法的构建

18、s41、根据路径寻优的特点，确定量子粒子群唯一控制参数alpha函数形式。

19、s42、根据h数组包含的元素个数，确定粒子群的粒子数目和初始故障假说。

20、s43、基于s3建立的诊断优化模型，构建适应度函数，并编写基于量子粒子群的路径迭代优化算法程序，并输出相应的最优故障假说作为故障诊断结果，及目标最小值。

21、本发明的有益效果在于

22、本发明能够弥补当前单故障假设的传统d矩阵的故障诊断的不足，实现对测试点是否存在虚警、系统故障状态是否存在异常等情况进行综合分析，更加贴合实际情况，能够为雷达系统在现场诊断提供有效的技术与手段。

技术特征：

1.一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，其特征在于：所述步骤s1具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，其特征在于：所述步骤s2具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，其特征在于：所述步骤s3具体包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于改进扩展d矩阵和离散量子粒子群算法的雷达系统多故障诊断方法，其特征在于：所述步骤s4具体包括：

技术总结
本发明提出了一种雷达系统多故障诊断方法，考虑在多信号流图示模型中引入逻辑开关模块，给出故障与开关模块之间存在的相关关系，从而进一步更新相应的故障与测试点相关关系，给出改进扩展D矩阵，最后，通过构建基于多故障假设以及考虑测试点虚警情况的目标函数，采用自适应离散量子粒子群算法进行目标寻优，给出包含测试点有警不报、有警误报等两类虚警情况的最优故障诊断结果，为实际雷达系统考虑测试点虚警情况下的多故障诊断提供技术途径。

技术研发人员：龚文俊,郑元珠,于文震
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19