[发明专利]一种用于电路系统的分层序贯测试性建模方法

权利要求书

1.一种用于电路系统的分层序贯测试性建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据电路系统的组成、功能特点以及历史故障信息，确定其由元器件失效或故障造成的维度为m的故障集F＝{f₁,f₂,…,f_m}及容量为q的可用物理测点集ATP＝{atp₁,atp₂,…,atp_q}，建立多信号流图模型确定各故障的信息传播路径；

步骤二：基于步骤一所建立的故障信息传播路径，构建m个故障至q个测点的最短路径矩阵SP，矩阵中的第i行第j列元素sp_ij表示由故障f_i至测点atp_j所需经历的最少有向边数；

步骤三：采用故障信息传播衰减模型，结合步骤二所确定的故障-测点最短路径矩阵计算各测点对应的信息熵，用于描述各测点所含故障信息的复杂程度，以信息熵升序确立测点可用度优先级排序；

步骤四：采用电路仿真软件建立电路系统行为模型，模拟获取系统中各类元器件故障状态下的各测点的时域电压及电流信号波形；

步骤五：依据步骤三所确定的测点优先级排序，依次对对应测点atp_j的波形根据电路系统的功能特点进行时域、频域特征的提取，得到其对应的特征集合Feat_j＝{feat_j1,feat_j2,…,feat_jk}，检验确定提取的k项特征是否可用于检测m类故障中的至少1类故障，将具备检测能力的p项特征保留，并将其对各类故障的响应模式以m×p矩阵形式D_Sup增补至故障-测试特征矩阵，增补前后的测试特征集合分别以T_Sub和[T_Sub,T_Sup]表示，对应的故障-测试特征矩阵分别为D_Sub和[D_Sub,D_Sup]，矩阵中各位置元素以1和0分别表示对应测试是否可检测到对应故障；

步骤六：对于每一个测点进行步骤五的操作后，对此时增补得到的布尔型故障-测试特征矩阵D_Sub进行检出充足性以及隔离充足性指标计算，若两个指标中存在任一指标小于规定值，则依据测点优先级排序依次重复步骤五，直至检出充足性和隔离充足性指标均不小于规定值，此时所得故障-测试特征矩阵D_Sub即为满足要求的电路系统测试性模型。

2.根据权利要求1所述的用于电路系统的分层序贯测试性建模方法，其特征在于，所述步骤二中最短路径矩阵SP的构建方法为Floyd-Warshall算法。

3.根据权利要求1所述的用于电路系统的分层序贯测试性建模方法，其特征在于，所述步骤三中基于故障信息传播衰减模型的测点atp_j信息熵S(atp_j)计算方法为：

其中，m_p表示可传播至atp_j的故障类别数，P_F表示m类故障的等概率故障率，p_max为步骤三中建立的电路系统故障信息传播路径中的最长路径，S(atp_j|f_i)表示f_i传播至atp_j时引起的信息熵，与最短传播路径sp_ij关系定义如下：

S(atp_j|f_i)＝log₂(sp_ij+1) (2)。

4.根据权利要求1所述的用于电路系统的分层序贯测试性建模方法，其特征在于，所述步骤六中故障-测试特征矩阵的检出充足性以及隔离充足性指标的定义为：

检出充足性：对给定测试集T_Sub，其对故障f_i的检出充足性可以利用可响应f_i的测试数量定量评价，T_Sub对整体故障集的检出充足性I_FD可利用各故障对应的检出充足性指标中的最小值进行约束；

隔离充足性：故障f_i对故障f_k可隔离性取决于给定测试集T_Sub中响应结果互异的测试数量，用i_FI(F_ik,T_Sub)表示，则故障f_i对其余各故障的整体可隔离性可由i_FI(F_ik,T_Sub)中的最小值约束，T_Sub对整体故障集的隔离充足性I_FI可利用各故障对应的整体可隔离性指标中的最小值进行约束；

检出充足性和隔离充足性两指标的计算方法分别如式(3)和式(4)所示：

I_FD(T_Sub)＝min(Card({t_j∈T_Sub,t_ij＝1}),i＝1,2,…,m) (3)

其中，I_FD和I_FI分别为检出充足性和隔离充足性指标，Card函数表示满足要求的给定集合中的元素数量；

构建(m+1)×(m+1)维度的矩阵Suf存储i_FI(F_ik,T_Sub)结果，Suf矩阵中第i行第j列元素对应存储i_FI(F_ik,T_Sub)结果，当在原测试集T_Sub基础上增补测试集T_Sup时，可利用式(4)计算全部i_FI(F_ik,T_Sup)结果，并通过Suf(i,k)＝Suf(i,k)+i_FI(F_ik,T_Sup)更新Suf矩阵，利用Suf矩阵，检出充足性和隔离充足性指标可由式(5)的方式查表获得：