[发明专利]一种基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法

说明书

一种基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法，本发明涉及基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法。本发明为了解决现有模拟电路中，由于器件容差的存在使得器件故障状态和正常状态界限模糊，导致早期故障检测较低的问题。本发明包括：一：在全频带范围获取电路N个测点M次正常工作和M次故障元件H故障状态下的特征信息，即得到M个正常样本和M个故障样本；二：息得到在全频带下M个正常样本和M个故障样本对应的正态分布曲线，以及正态分布的均值和标准差；三：计算全频带的正常样本与故障样本之间的响应混叠性；四：选择使响应混叠性度量函数达到最小值的测试激励和测点。本发明应用于电路故障检测领域。

技术领域

本发明涉及基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法。

背景技术

随着我国国防科技的发展，电子系统广泛地应用在导弹控制、通信、目标探测、敌我识别等领域中，武器装备中电子系统的规模日益扩大，复杂程度越来越高，所以电子系统的可靠性决定了武器装备的性能。对于武器装备中的板级电子系统来说，影响其可靠性的重要因素之一是电路中关键元器件的参数漂移引起的早期故障，其中关键器件主要包括两类：一类是高灵敏度元器件，即该类器件的参数偏差对电路输出响应影响较大；二类是高退化率元器件，该类器件虽然一开始对电路输出响应影响较小，但是元器件本身具有较高的退化率，在一段工作时间后，由于元器件由于器件参数变化速率大，相对于其他器件参数偏差较大，同样会对电路输出响应造成较大的影响。

由于模拟电路中的早期故障对电路的影响较为微弱，如果仅仅选择电路输出节点作为测试节点，早期故障特征不明显，与正常样本的混叠性较大，不利于早期故障的检测；同时，对于同一早期故障，在不同频率激励下，测点的响应也不尽相同，为了将早期故障特征激发的更加显著，需对测点和测试频率进行综合分析，优选使响应混叠性较小的激励和测点，增大各故障模式间的差异程度，减小故障模式分类和识别难度，提高早期故障检测率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有模拟电路中，由于器件容差的存在使得器件故障状态和正常状态界限模糊，导致早期故障检测较低的问题，而提出一种基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法。

一种基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法包括以下步骤：

步骤一：在全频带范围获取电路N个测点M次正常工作的特征信息以及M次由故障元件H引起的故障状态下的特征信息，即得到M个正常样本和M个故障样本；

步骤二：根据特征信息得到在全频带下M个正常样本和M个故障样本对应的正态分布曲线，正常样本的正态分布曲线的均值μ₂和标准差σ₂，故障样本的正态分布曲线的均值μ₁和标准差σ₁；

步骤三：采用混叠性度量函数计算全频带的正常样本与故障样本之间的响应混叠性；

步骤四：根据步骤三计算得到的响应混叠性，选择使响应混叠性度量函数达到最小值的测试激励和测点。

本发明提供了一种基于响应混叠性度量的测试激励与测点的协同优化方法，能够生成产生将早期故障特征的测试激励和测点，提高了模拟电路早期故障检测率，尤其是对于较难检测的元器件参数偏差较小的早期故障检测率比较高，这是传统的方法所没有达到的效果。

模拟电路中的元器件由于加工工艺导致参数发生变化，该变化称为器件的容差，一般情况下服从正态分布。所以本发明提出的算法就是基于器件容差的这一特性展开的。根据大数定理，一定数量的器件组成的电路，电路的响应也近似正态分布。因此本发明利用了这一结论，将正常响应和故障响应之间的混叠性用正常响应的分布曲线和故障响应的分布曲线的重叠区域来表示，因此算法的核心目标是全局搜索使重叠区域最小的测试激励和测点。