[发明专利]基于节点信息的电路故障诊断方法

摘要

本发明公开一种基于节点信息的电路故障诊断方法，主要解决现有故障诊断方法必须已知电路原理图的缺点。其诊断抛开电路具体的元器件电气特性、连接关系及电路结构的因素，以电路测试节点的信息作为电路故障诊断的依据，不需要建立故障字典就能有效的进行故障诊断，同时将电路节点的信号特征以矩阵的数学形式表示，通过建立测试节点的位置矩阵、能量矩阵和相关矩阵分别表征电路节点的位置分布信息、能量分布信息和相关信息；然后计算出能量变化矩阵和相关变化矩阵表示节点的状态变化特征和信息传递特征；通过节点信息传递特征搜索出状态变化节点中的故障节点，从而定位出故障元件的位置。本发明具有电路节点特征表示方法简单，便于故障分析的优点。

主权项

一种基于节点信息的电路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对电路的N个测试节点从1到N依次进行编号，用x、y两个方向的最小网格把所有的测试节点分开，空网格处的元素值填充为‑1，将网格所形成的矩阵作为电路测试节点的位置矩阵P，位置矩阵的大小即为网格数的大小；2)在电路正常状态下，将位置矩阵P中表示测试节点编号的元素值替换为该处节点的信号特征值，得到电路正常时测试节点的能量矩阵EN；3)将能量矩阵EN中的节点信号特征值取出，从节点1开始，分别计算每个节点与电路上其它所有节点信号间的相关量，将每个节点与其他节点信号的相关量作为矩阵的一行，构造一个对称矩阵作为电路正常时测试节点的相关矩阵RN；4)在电路故障状态下，将位置矩阵P中表示测试节点编号的元素值替换为该处节点的信号特征值，得到电路故障时测试节点的能量矩阵EF；5)将能量矩阵EF中的节点信号特征值取出，从节点1开始，分别计算每个节点与电路上其它所有节点间的信号相关量，将每个节点与其他节点的相关量作为矩阵的一行，构造一个对称矩阵作为电路故障时测试节点的相关矩阵RF；6)从节点1开始，将电路正常时的能量矩阵EN和电路故障时的能量矩阵EF在节点位置处的元素进行做差运算，若差值的绝对值大于或等于给定的阈值A，则将能量矩阵EN中相应节点处的元素值替换为1，若差值的绝对值小于给定的阈值A，则将能量矩阵EN中相应节点处的元素值替换为0，得到电路测试节点的能量变化矩阵EΔ，阈值A由具体电路的节点信号测量误差确定；7)将电路正常时的相关矩阵RN和电路故障时的相关矩阵RF进行矩阵相减运算，若差矩阵中元素值的绝对值大于或等于给定的阈值B，则将此元素值替换为1，若差矩阵中元素值的绝对值小于给定的阈值B，则将此元素值替换为0，得到电路测试节点的相关变化矩阵RΔ，阈值B由具体电路的节点信号测量误差确定；8)在能量变化矩阵EΔ中取出一个元素为1的能量变化节点i，从位置矩阵P中找出能量变化节点i所有的邻域节点，将邻域节点的总个数记为n；9)在相关变化矩阵RΔ中找出能量变化节点i与n个邻域节点间相关性发生变化的节点，即相关变化矩阵RΔ中元素为1的位置所对应的节点，将相关性发生变化的节点总个数记为m；10)若m＞n/2，则判断能量变化节点i为故障节点，若m≤n/2，则判断能量变化节点i为正常节点；11)取下一个能量变化节点，重复执行步骤8到步骤10，得到所有的故障点集合；12)按照电路中信号从输入到输出的流通方向，将故障点集合中测试节点的故障概率从大到小依次排序。