[发明专利]复杂电子系统运行健康状态监测点优选方法

权利要求书

1.一种复杂电子系统运行健康状态监测点优选方法，其特征在于包括如下步骤：

基于状态监测的复杂电子系统优选目标与约束条件分析，以测试电路监测点数量最少为优化目标，以满足故障检测率和隔离率2个诊断能力评价指标为约束条件，以及不超出单个模块上采用硬件测试电路的监测点数量限制，将复杂电子系统故障诊断过程划分为“故障检测”、“故障隔离”、“故障辨识”三步进行的策略，构建复杂电子系统运行状态监测点优化模型；在工程应用中对优化目标进行简化，采用硬件监测点数量最少的检测电路优化目标，构成硬件监测点集合序列T_D，运行健康状态监测点设计的约束条件，选择监测点集合T，计算系统故障检测率的检测率计算值F_DR和隔离到1个模块的故障隔离率计算值F_IR，根据故障检测率的要求值F_D和故障隔离率的要求值F_I，判断监测点设计能否达到规定的系统故障诊断能力评估指标F_DR(T)≥F_D、F_IR(T)≥F_I的要求；针对复杂综合模块化电子系统，利用模块i内检测电路的硬件监测点集合T_Di和表示该模块内部能够承受该类硬件监测点数量最大值N_i，根据选择监测点约束条件maxT_Di≤N_i，在相邻模块的信号输入或输出端口增加信号检波电路来实现故障的检测和隔离，对单个模块采用硬件检测电路的硬件监测点数量进行限制；计算故障利用D矩阵计算故障检测率和隔离率2个故障诊断能力评价指标，基于D矩阵的故障检测率和故障隔离率计算，定义可检测故障集合F_D＝Φ，计算可隔离到1，2，3个航线可更换单元LRU/LRM的故障隔离率，从D矩阵中取出所有T中元素相关的列，组成新的矩阵；采用改进的遗传算法进行模型求解，选取FDR，基于粒子群算法firFIR₁，FIR₂，FIR₃滤波器作为构建遗传算法适应度函数，并用合适的窗函数进行加权作为FIR滤波器的单位脉冲响应，计算相关性矩阵群体上每个个体适应度值，选择退火交叉和退火变异遗传操作自适应交叉变异概率，解码输出最优解。

2.如权利要求1所述的复杂电子系统运行健康状态监测点优选方法，其特征在于：在计算故障检测率和隔离率2个系统故障诊断能力评价指标中，利用D矩阵计算故障检测率指标，定义可检测故障集合F_D＝Φ，根据已知相关性矩阵D＝[d_ij]_m×n，构建故障集合F＝{f₁，f₂，...，f_m}和监测点集合T＝{t₁，t₂，…，t_g}，g≤n，从第1行开始，按行依次遍历矩阵D₁，若第i行元素之和大于0且第i行元素不全为0，则故障模式f_i可被检测，令可检测的故障模式集合F_D＝F_D∪f_i，若i＞n，遍历结束，其中，Φ表示空集，d_ij表示相关性矩阵的元素，d_ij∈{0，1}；0表示故障与监测点不相关，1表示故障与监测点相关，m表示相关性矩阵的行数，n表示相关性矩阵的列数，f_i表示故障集合中故障模式，t_j表示监测点集合中监测点元素。

3.如权利要求1所述的复杂电子系统运行健康状态监测点优选方法，其特征在于：在利用D矩阵计算故障检测率中，设故障模式f_i的故障率用λ_fi表示，可以计算得到监测点集合T对应的故障检测率计算值F_DR：

式中，|F_D|集合为F_D中元素个数，λ_F为总故障率。