一種多傳感器信息融合的電路故障診斷方法

一種多傳感器信息融合的電路故障診斷方法

1.電子電路故障診斷領(lǐng)域信息集成技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域。它在機(jī)器人系統(tǒng)、圖像分析和處理、目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但信息整合技術(shù)很少在電子電路故障診斷領(lǐng)域應(yīng)用。鑒于電子電路元件的參數(shù)離散性、運(yùn)行環(huán)境不穩(wěn)定性等因素,使用單一傳感器來確定電子電路信息就可能存在不確定性,這樣必然造成不能準(zhǔn)確診斷故障,乃至漏檢、誤診現(xiàn)象2.證據(jù)理論信息集成算法d-s2.1d-s證據(jù)理論方法D-S證據(jù)理論是鑒于某一事件發(fā)生后的結(jié)果,尋求該事件發(fā)生的原因。針對(duì)不確定性推理的多屬性診斷問題,D-S證據(jù)理論是一個(gè)融合主觀不確定性信息判斷的有效手段。運(yùn)用D-S證據(jù)理論方法是:第一步是預(yù)先對(duì)多個(gè)傳感器或信息源數(shù)據(jù)(證據(jù))進(jìn)行處理;第二步是對(duì)各個(gè)證據(jù)的基本可信度分配值進(jìn)行估算;第三步是依據(jù)D-S證據(jù)理論合成規(guī)則,對(duì)聯(lián)合所有證據(jù)作用下基本可信度分配值進(jìn)行估算;最后是根據(jù)相關(guān)判定原則來確定以可信度最大值作為信息融合結(jié)果D-S證據(jù)理論運(yùn)用于實(shí)際電路故障診斷過程:第一步,對(duì)電路故障產(chǎn)生的若干癥狀進(jìn)行分析,估算這些癥狀下各個(gè)故障可能發(fā)生的概率;運(yùn)用多傳感器測(cè)試待診斷電路,從而獲得各個(gè)傳感器測(cè)試癥狀分別屬于各類故障的信度函數(shù)m2.2多傳感器數(shù)據(jù)集成算法2.2.1信度函數(shù)的獲取信度函數(shù)分配是一種人為推理,是一種人對(duì)故障模式假設(shè)的可信程度推斷,該推斷極易受各種因素的制約,因此不同思路會(huì)形成不同信度函數(shù)分配公式。傳感器對(duì)目標(biāo)模式A式(1)中:N是傳感器總數(shù);N傳感器j不確定性的信度函數(shù):在式(1)、(2)中,主要是確定傳感器j對(duì)A2.2.2隸屬度函數(shù)的形式必須根據(jù)傳感器的工作特性和被測(cè)參數(shù)的特性,確定隸屬度函數(shù)根據(jù)觀察的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并且結(jié)合隸屬度函數(shù)的待定系數(shù)法,定義隸屬度函數(shù)表達(dá)式:在式(3)中,e2.2.3綜合d-s缺陷確定規(guī)則(1)綜合d-s算法表示包含完全沖突假設(shè)A在實(shí)際電路故障診斷中,焦元A(2)確定故障元件的信度函數(shù)值1不確定信度函數(shù)要小于某一門限,如取0.15。2診斷的故障元件的信度函數(shù)值必須大于不確定信度函數(shù)值,如取≮0.45。3診斷的故障元件和其它元件的信度函數(shù)值之間差值必須大于某一門限,如取0.45。4診斷的故障元件要有最大信度函數(shù)值,必須大于某一閥值;若閥值過小或過大,則容易產(chǎn)生故障誤判或漏判現(xiàn)象。3.放大電路故障診斷的示例圖2為待診斷故障電路圖,該電路是一個(gè)小信號(hào)放大電路,其中三個(gè)運(yùn)算放大器LM318為待診斷元件,稱為A3.1數(shù)據(jù)收集利用紅外測(cè)溫儀檢測(cè)待診斷元件A3.2計(jì)算可靠性函數(shù)依據(jù)所測(cè)量值和故障隸屬函數(shù)來確定相關(guān)系數(shù)C3.3消除了故障元件不確定性,能不進(jìn)根據(jù)表1的數(shù)據(jù)來看,在待診斷元件A由此可見,多傳感器信息融合后信度函數(shù)值降低了其它類型的信度函數(shù)值,提高了實(shí)際目標(biāo)的信度函數(shù)值,進(jìn)而有效地減少了故障元件的不確定性。若用電壓或溫度傳感器來單獨(dú)識(shí)別時(shí)難于判斷的故障元件,融合后就能完全準(zhǔn)確識(shí)別出來。因此,采用基于D-S證據(jù)理論的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法,可以明顯提升電路故障診斷的可靠性和準(zhǔn)確性4.多傳感器信息融合故障診斷實(shí)例本文介紹了基于D-S證據(jù)理論的信息融合算法,提出了一種多傳感器信息融合的電路故障診斷方法,故障診斷的重要依據(jù)來自于電壓和溫度這二個(gè)物理量,采用多傳感器信息融合進(jìn)行故障診斷,并將其應(yīng)用于電路的故障診斷之中。故障診斷實(shí)例結(jié)果表明,多傳感器信息融合克服了基于