模擬電路故障診斷中的特征信息提取
2 多特征信息構(gòu)造樣本集
同樣對于Sallen—Key二階帶通濾波器,從輸出頻響曲線上提取4個頻率(5 kHz,10 kHz,15 kHz,30 kHz)對應的電壓值作為該電路正常時的原始特征值,當電路出現(xiàn)故障時,就可以通過提取頻響曲線原始故障特征值來反映該元器件是否發(fā)生故障,構(gòu)造原始樣本集,如表2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/192742.htm
將數(shù)據(jù)進行歸一化,然后按照與方法一相同的網(wǎng)絡進行訓練,經(jīng)過307次達到訓練目標,故障測試情況如表所示5。故障模式F0與F1無法區(qū)分,說明R2+50%這個故障模式與正常模式的故障特征相互重疊,同時也看到故障模式F2的故障特征表示的不夠明顯,以至于沒能達到診斷的閾值,其余故障模式都能準確識別,識別正確率為67%。
3 多測試點多特征信息構(gòu)造樣本集
結(jié)合上面兩種方法,提出一種多測試點多故障特征量的模擬電路故障診斷方法。
為了與上面兩種方法進行比較,依然選取相同的電路和相同的故障集,選取方法一中的3個測試點,每個測試點在每種故障狀態(tài)下分別提取V5k,V10k,V15k,所對應的電壓作為故障特征值,如表3所示,由于篇幅有限,只列出部分故障模式的原始樣本集。
依然采用正態(tài)分布函數(shù)對數(shù)據(jù)進行歸一化,歸一化時,每種頻率對應的正常狀態(tài)下的特征值為a,其余故障模式按照對應的頻率分別進行歸一化,將上述數(shù)據(jù)經(jīng)過同樣的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行訓練,神經(jīng)網(wǎng)絡采用L—M算法,網(wǎng)絡經(jīng)過101次訓練達到目標。為與方法一和方法二比較,將歸一化后的原始樣本數(shù)據(jù)輸入訓練過的網(wǎng)絡中,檢查網(wǎng)絡的故障識別率,判定閾值不變。輸出結(jié)果如表6所示。
從表6可以看出,在所有的訓練樣本集中,只有4個樣本在經(jīng)過訓練后無法識別,此時訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡識別正確率為85%。說明此方法構(gòu)造的樣本集能更好的反映故障特征。將此方法與前面兩種方法對比,在網(wǎng)絡訓練目標相同的前提下,對比故障識別正確率如表7所示。
4 結(jié)束語
通過比較可以發(fā)現(xiàn),在神經(jīng)網(wǎng)絡訓練目標相同的前提下,通過多測試點多特征信息構(gòu)造出來的樣本集所訓練的神經(jīng)網(wǎng)絡對故障識別正確率高于前兩種方法,這種多測試點多特征信息的診斷方法,在構(gòu)造原始故障樣本集上盡可能地覆蓋更多的故障信息,使得故障特征能更好地反映故障模式,因此訓練出來的神經(jīng)網(wǎng)絡的診斷能力更強,仿真結(jié)果表明,此方法在模擬電路的故障診斷中是可行的,提供了一種樣本集的構(gòu)造方法,對模擬電路的故障診斷有著一定的意義。
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