其等同物限定。
【主权项】
1. 一种基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征在于，所述故障元 器件定位方法的步骤包括， 步骤一：基于待诊断电路各节点的正常电路仿真和单故障遍历的故障仿真所输出的各 节点的基准波形和若干个单故障波形，而构造各个节点的单故障波形记录集； 步骤二：应用改进的二分K均值聚类算法分别将各节点的所述单故障波形记录集分裂 为若干个簇，并且将每个簇分别设定成一种故障模型； 步骤三：基于各节点已分裂若干个簇的所述单故障波形记录集，而分别构建各节点的 三维故障分类模型； 步骤四：获取待诊断电路各节点的探测波形，并将各节点的所述探测波形分别归类到 相应节点的所述三维故障分类模型中，得到所述待诊断电路在各节点具有的所述故障模 型，通过计算出所述待诊断电路具有的所有所述故障模型的交集，从而定位所述待诊断电 路的故障元器件。2. 根据权利要求1所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，构造各个节点的单故障波形记录集的方法包括， 第一步：选择各节点的采样时间段，而分别截取各节点的每个单故障波形以及基准波 形在所述采样时间段内的波形段，并设定各个节点的基准波形在所述采样时间段内的波形 段的最小值为相应节点的固定零值，设定各个节点的基准波形在所述采样时间段内的波形 段的最大值为相应节点的固定峰值； 第二步：在所述采样时间段内的一个时间点分别提取各节点的每个单故障波形以及 基准波形的所述波形段上对应的幅值或者逻辑值，并利用提取的幅值或逻辑值，计算各节 点的每个单故障波形分别与相应节点的基准波形的距离DIS、相应节点的固定零值的距离 DISl和相应节点的固定峰值的距离DIS2 ; 第三步：将各节点的每个故障波形的计算结果分别对应一个三维矢量 (DIS，DIS1，DIS2)，并且将每个节点所有对应的所述三维矢量（DIS，DIS1，DIS2)集合在一 起而构成各节点的所述单故障波形记录集。3. 根据权利要求2所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，应用改进的二分K均值聚类算法将各节点的所述单故障波形记录集分裂为若干个簇 的方法包括， 第一步：设定簇分裂停止阈值和簇分裂有效阈值th2，以及最大随机分裂次数n; 第二步：初始化簇表，初始簇包括相应节点的所述单故障波形记录集内的所有所述三 维矢量（DIS，DIS1，DIS2);并选择簇表中具有最大误差平方和的簇作为待分裂簇； 第三步：将所述待分裂簇随机分裂成两个子簇，当前随机分裂次数加一，并计算所述待 分裂簇的误差平方和SSEtefcira与所述簇分裂结果内的两个子簇的误差平方和的总和SSEaftCT 的差的绝对值；其中， 所述绝对值小于所述簇分裂有效阈值th2，则不保留相应的所述簇分裂结果，所述绝对 值大于或等于所述簇分裂有效阈值th2，则保留相应的所述簇分裂结果； 判定当前随机分裂次数是否等于最大随机分裂次数n，若不等于，则再次执行本步骤的 相应操作；若等于，则从保留的簇分裂结果中，选择两个子簇的误差平方和的总和SSEaftCT 最小的所述簇分裂结果作为所述待分裂簇最终所述簇分裂结果； 第四步：第三步中的所述待分裂簇最终所述簇分裂结果的两个子簇更新至所述簇表； 并计算出簇表中的簇的误差平方和的总和SSEtotal，其中， 若SSEtotal小于所述簇分裂停止阈值thi，则停止簇分裂； 若SSEtotal大于或等于所述簇分裂停止阈值thi，则在更新后的所述簇表中选择一个新 的待分裂簇，并继续执行第三步和本步骤的相应操作。4. 根据权利要求3所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，将所述单故障波形记录集中每个簇分别设定成一种故障模型，并分别对每个簇内的 所述三维矢量（DIS，DIS1，DIS2)进行单故障类别标号，使每一个标号与一种单故障模型对 应，并且每一种所述故障模型包含至少一个所述单故障模型。5. 根据权利要求4所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，簇的误差平方和的计算公式为，其中，SSE1表示第i个簇的误差平方和，mi表示第i个簇中包含的三维矢量个数，Fault?Veclj表示第i个簇中的第j个三维矢量，k?veci表示第i个簇的三维质心矢量； 其中，第i个簇的三维质心矢量的计算公式为，其中，C1表示第i个簇中包含的三维矢量（DIS，DIS1，DIS2)的集合。6. 根据权利要求1所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，基于各节点分裂为若干个簇的所述单故障波形记录集，构建各节点的三维故障分类 模型的方法包括， 在各节点的所述单故障波形记录集的簇分裂停止后，分别计算各节点的所述单故障波 形记录集内各个簇的三维质心矢量，其中，每个簇的三维质心矢量分别与一种所述故障模 型对应； 应用最近邻算法，并将各节点的所述单故障波形记录集内每个簇的三维质心矢量作为 所述故障模型分类的参照，而分别构建各节点的所述三维故障分类模型。7. 根据权利要求6所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，定位待诊断电路的故障元器件的方法包括， 第一步：通过探针探测待诊断电路的每个节点，分别获取所述待诊断电路的各个节点 的探测波形； 第二步：选择每个节点的采样时间段，而分别截取每个节点的所述探测波形以及基准 波形在所述采样时间段内的波形段，并设定各个节点的基准波形在所述采样时间段内的波 形段的最小值为相应节点的固定零值，设定各个节点的基准波形在所述采样时间段内的波 形段的最大值为相应节点的固定峰值； 第三步：在所述采样时间段内的一个时间点分别提取每个节点的所述探测波形以及基 准波形的所述波形段上对应的幅值或者逻辑值，并利用提取的幅值或逻辑值，计算每个节 点的所述探测波形分别与基准波形的距离dis、相应节点的固定零值的距离disl和相应节 点的固定峰值的距离dis2 ; 第四步：将每个节点的所述探测波形的计算结果分别对应一个三维矢量 (dis，disl，dis2);并将每个节点的所述三维矢量（dis，disl，dis2)分别归类到相应节点 的所述故障波形三维分类模型中，而得出所述待诊断电路在各节点具有的所述故障模型， 通过计算出所述待诊断电路具有的所有故障模型的交集，从而定位所述待诊断电路的故障 元器件。8. 根据权利要求7所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，得出所述待诊断电路在各节点具有的所述故障模型的方法包括， 应用最近邻算法，计算相应节点的所述单故障波形记录集的每个簇的三维质心矢量与 所述三维矢量（dis，disl，dis2)的距离，并得出与所述三维矢量（dis，disl，dis2)距离最 近的所述三维质心矢量； 所述待诊断电路在相应节点具有与所述三维矢量（dis，disl，dis2)距离最近的所述 三维质心矢量所对应的所述故障模型。9. 根据权利要求7所述的基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，其特征 在于，计算出所述待诊断电路所有故障模型的交集的方法包括， 所述待诊断电路在各节点具有的故障模型包括至少一个单故障模型，并且同一节点具 有不同的故障模型，其中每个所述故障模型具有的单故障模型互不相同； 计算所述待诊断电路具有的所有故障模型的交集，得出所述待诊断电路在不同节点所 共有的所述单故障模型，从而定位所述待诊断电路的故障元器件。
【专利摘要】本发明公开了一种基于仿真分类模型的多探测点故障元器件定位方法，通过对待诊断电路进行电路正常仿真和单故障遍历的故障仿真，并基于仿真波形数据构造单故障波形记录集，对单故障波形记录集应用改进的二分K均值聚类算法而获取待诊断电路各节点的故障模型种类，并基于待诊断电路各节点的故障模型种类，应用最邻近算法而构建待测电路各节点三维故障分类模型；将获取待诊断电路中各节点的探测波形分别应用到相应节点的三维故障分类模型中，得到待诊断电路在各节点具有的故障模型，通过计算出待诊断电路具有的所有故障模型的交集，从而定位待诊断电路的故障元器件。本发明提高了故障元器件定位的精度和故障分析人员的效率。
【IPC分类】G01R31/28
【公开号】CN105137324
【申请号】CN201510507857
【发明人】何春, 张立永, 姚国强
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月18日