[发明专利]基于电流再分配的电路系统级联失效传播路径确定方法

权利要求书

1.一种基于电流再分配的电路系统级联失效传播路径确定方法，其特征在于：其具体步骤如下所示：

S1：对所选定的电路系统内部开展结构和功能分析，从结构上确定电路内部的元器件及其相互之间的连接关系，从功能上分析电路内的电流传输行为，进而确定电路内部所有元器件以及各个元器件之间的电气连接关系，并对所确定的元器件依次进行编号；

S2：依据所确定的带有编号的元器件以及元器件之间的电气连接关系，建立电路网络，并构建邻接矩阵；

步骤S2中所述建立电路系统网络的方法的具体步骤为：

S21、将已编号的电路系统元器件设置为连边；

S22、将已编号的电路系统元器件之间的电气连接关系设置为节点；

S23、结合所确定的内部元器件以及元器件之间的电气连接关系，建立节点之间的邻接矩阵，该邻接矩阵能够反映节点是否存在电气连接，为N×N的矩阵，其中，N为元器件个数，矩阵内部元素取值遵循以下规则：若节点之间存在元器件，则节点之间的邻接矩阵内相应位置上的元素值取为1，若节点之间不存在元器件，则节点之间的邻接矩阵内相应位置上的元素值取为0；

S3：借助仿真软件计算各个元器件的初始电流，并选择相应的表征元器件对于电流波动耐受能力的容量系数，从而确定电路系统网络各个元器件的容量；

步骤S3中所述电路系统网络各个元器件的容量Cij的确定方法为：

S31、基于所述电路系统网络的连边特征，根据SPICE仿真软件计算的各个元器件的初始电流Iij0，选择相应的容量系数αij；

S32、计算所述元器件的初始电流Iij0与所述容量系数αij的乘积，将元器件的初始电流Iij0与所述容量系数αij的乘积设置为元器件的容量Cij；

S4：选取某一元器件作为初始失效连边，实现初始失效注入，同时，从步骤S2构建的电路网络中移除该失效元器件对应的连边，重新构建失效发生后的电路网络，并且更新邻接矩阵；

S5：结合各个元器件的阻抗参数以及邻接矩阵，根据电路再分配因子模型，计算失效元器件与电路网络中剩余元器件之间的电流再分配因子；

S6：依据计算的电流再分配因子，计算其它元器件在受失效元器件影响发生电流再分配后的电流值；

S7：比较各个元器件的容量及步骤S6确定的再分配后的电流值，将电流值超过预设容量值的元器件设置为失效元器件，记录该失效元器件，将该失效元器件从电路网络中移除，并重新构建电路网络，更新邻接矩阵，返回步骤S5，如果所有剩余元器件的电流值都小于自身预设的容量，则认为级联失效传播停止，并终止计算；

S8：根据迭代结果，得到某一元器件发生初始失效后，依次对受其影响的所有元器件编号，从而确定该电路系统在初始元器件失效下的级联失效传播路径。

2.根据权利要求1所述的基于电流再分配的电路系统级联失效传播路径确定方法，其特征在于：所述电气连接关系为导线连接关系。

3.根据权利要求1所述的基于电流再分配的电路系统级联失效传播路径确定方法，其特征在于：步骤S4中所述的初始失效注入的方法，其具体步骤为：

S41、根据所确定的电路系统网络中的各个连边ij，选择任一连边作为初始失效连边，并将所述初始失效连边从所述电路系统网络中删除，重新构建新的失效发生后的电路网络拓扑结构；

S42、将邻接矩阵中与所述初始失效连边相关的元素值设置为0。

4.根据权利要求1所述的基于电流再分配的电路系统级联失效传播路径确定方法，其特征在于：S5中所述的电流再分配因子表示为失效元器件对于其它剩余元器件的电流的影响程度，

针对某一失效元器件ij与受影响的元器件mn之间的电流再分配因子的计算公式如下所示：

其中：Δ_ij,mn为失效元器件ij与受影响的元器件mn之间的电流再分配因子；R_in,R_im,R_jm,R_jn,R_mn分别表示节点I,j,m,n之间的等效阻抗；Z_ij表示为失效元器件的阻抗；Z_mn为受影响元器件的阻抗。