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动态模拟电路故障特征提取方法研究

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其 研 究 成 果 ， 并 对 各 种 方 法 的 基 本 原 理 和 优 缺 点 进 行 了 分 析 探 讨 。 结 合 电路 故 障 诊 断 的 发 展 过 程 和
趋势， 指 出 了动 态模 拟 电路 故 障 特征 提取 的研 究和 发展 方 向 。
关 键 词 ：动 态 模 拟 电路 ； 故 障 特征 提 取 ； 网络 分析 ； 频 率特 性 ； 节点 电压 灵敏 度 ； Ｖ ｏ ｈ ｅ ｒ ｒ ａ频 域 核
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ ｉｚ ｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ —
刻 的可 靠性 要求 ， 推 动 着 电 路 故 障 诊 断 理 论 与 研 究 的 不
断 发 展 。目前 ， 数 字 电 路 故 障 诊 断 方 法 已经 得 到 快 速 发 展 与 广 泛 应 用 ，但 模 拟 电路 故 障 诊 断 方 法 却 发 展 缓 慢 ， 未 取得 突破性 的进展 ， 这 是 由 于 模 拟 电路 自身 属 性 即 ： 输 入
Ｖｏ ｌ ｔ ｅ ￣ａ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ —ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｋ ｅ ｒ ｎ ｅ ｌ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ
电 子 技 术 的 迅 猛 发 展 以 及 相 关 应 用 领 域 中 近 乎 苛
障 信 息 量 ，而 且 与 故 障 状 态 间 具 有 明 确 的 对 应 关 系 ［ ２ １ 。
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｎ ４ ３ １ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ ２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ０ ０ ６ １ － ０ ３
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎｉ ｑｕ ｅ ａｎ ｄ Ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
动态模拟 电路故 障特征提取方法研究
朱 晓兵 ， 陈 圣俭 ， 陈 泳 宇 （ 装 甲兵 工 程 学 院 控 制 工 程 系 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ２ ）
摘 要 ：介 绍 了现 有 的 动 态模 拟 电路 故 障 特征 提 取 方 法 ， 概 述 了 网络 分析 法 、 频 率 特性 分析 法 、 节 点 电压 灵 敏 度 分 析 法 、 Ｖ ｏ ｈ ｅ ｒ ｒ ａ频 域 核 提 取 法 等 动 态 模 拟 电路 故 障 特 征 提 取 方 法 的 发 展 现 状 并 总 结 了
Ｚ ｈ ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ ｂ ｉ ｎ ｇ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｙ ｏ ｎ ｇ ｙ ｕ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ａ ｒ ｍ ｏ ｒ ｅ ｄ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ．
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ； ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ； ｎ ｏ ｄ ｅ — ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ；

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配电系统的快速故障检测与识别方法

配电系统的快速故障检测与识别方法

配电系统的快速故障检测与识别方法摘要：由于电力负载的逐年增加，承载大量电能配送的配电系统已成为电力系统的主要故障来源，因此需要保证配电系统的运行可靠性。

针对输电线路故障分类提出了很多基于监督训练的分类算法，如神经网络、模糊逻辑和模糊神经网络等。

但是这些算法都需要解决神经网络训练复杂性较高的问题。

数字保护继电器(DPR)用于测量线路电压和电流，快速发送跳闸指令，断开故障线路。

为了进行故障分类，可利用DPR和数字故障记录器(DVR)采集信息进行特征提取。

数据分析则可采用人工神经网络(ANN)、模糊逻辑(FL)、决策树(DT)和支持向量机(SVM)等算法。

关键词：配电系统；快速故障检测；识别方法本文将一种改进的多分类支持向量机用于配电网开路故障的检测与识别。

该方法以配电网节点电压的有效值作为故障诊断的原始数据。

为了提取最佳特征集，对原始数据进行冗余删除，对异常数据进行约简。

利用最佳特征集对所提出的分类支持向量机模型进行训练，并基于不同的训练数据集对训练后的模型进行测试。

在ieee13总线测试系统上进行了测试，并用MATLAB进行了仿真和编程。

仿真结果表明，多分类支持向量机不仅能够快速有效地检测和识别断路故障，而且提高了故障检测和识别的精度。

1故障诊断方法本文提出了一种多类支持向量机方法来检测和识别配电系统中的开路故障。

该方法以电网中每个节点的实时均方根电压作为原始数据。

将原始数据分为两个主要的数据矩阵：不含故障条件的数据集矩阵；包含与故障状态相关的数据矩阵。

在预处理阶段，从原始数据中删除不必要的数据，然后提取特征，形成特征集。

特征集往往不包含一些难以预测故障类型的冗余数据特征，这将导致故障检测和识别精度的降低。

因此，为了提高检测和识别的准确率，在数据预处理阶段需要从数据集中删除这些冗余特征。

然后，对特征集进行归一化，生成训练和测试数据集。

最后利用最佳特征集训练基于径向基函数（RBF）核函数的多分类支持向量机模型。

浅谈模拟电路的故障诊断

浅谈模拟电路的故障诊断

路 ） 故 障 ， 电路 中发 生 硬 故 障 ，经 常 导致 系 统 严 重 失 效 ，甚 的
改进 工艺以提 高成品合格率 。对某些用于重 要设备的模拟 电 路，还要求能进行故障预测，也就 是对模拟 电路在正常工作 时的响应 作持续不断的监测， 以确定哪些元 件将 要失效， 以 便在模拟 电路故障发生前将那些将要 失效 的元件替换掉 ，以 避免故障发生 。
（ ）引言 一
随着现代科技水平 的不 断提高 ， 电子设备在家用 、 通信 、 测量 、自动控制、运输 、科研等领域得到广泛 的运用 。同时， 半导体 、集成 电路 技术 的发展使得 电路系统 的规模急速加大 。 这样 ，在 满足需求的 同时 ，设备发生故 障的可能性与复杂性
也 在 相应 增 加 ， 尤 其 在 自动 化 工 厂 、通 信 以 及 航 空 、航 天 等
２ 故障特 征 ．
电路发生故障 时，其特 征与正常状态时相 比有所变化 ， 引入故障特征 的概念 是为了表示这种变化 。故障特征可 以有
各种不 同的表现形式 ，比如可 以是 电路在不 同时间间隔或 不
同频 率下 的输入输 出信 号；也可以是 电路节 点上或 电路 的外 部连接点上 的交流或直 流电压；还可 以是线性 电路 的传递 函 数或其他相关 函数 。此外 ，还有电路的红外特征 ，即以电路
领域 ，一 旦设备出现故障而不及时维修排 除，可能会造成 的
损 失 是难 以 估 量 的 。 模 拟 电路 广 泛 应 用 于 军 工 、 通 讯 、 自动
元器 件发 生故障前后表面温度 的变化作为特征量。 ３故 障类 型 ． 模拟 电路 的故 障类型从元件 的角度包括两大类 。硬故障：
一
１ ３— ２
维普资讯
模拟电路故障诊断中的特征信息提取

模拟电路故障诊断中的特征信息提取

ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ＢＰ ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ ｎ ｅ ｕ ｉ ｔ ｓ ；ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ； ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
３ 对哉 ２ ０ １ ３ 年 第 ２ ６ 卷 第 ８ 期
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ．＆ Ｔｅ ｃ ｈ ． ／Ａｕ ｇ ．１ ５． ２ ０１ ３
模 拟 电路 故 障诊 断 中的特 征 信 息 提 取
潘
摘 要
强 ，孙 必伟
４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
（ 海军 工程 大学 电子 工 程 学 院 ，湖北 武 汉
ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｅ ｗ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｔ ｅ ｓ ｔ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ・ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｅ ｔ ｉ ｓ
在运用 Ｂ Ｐ神 经 网络 进 行 模 拟 电路 故 障诊 断 过 程 中 ，代 表 故 障 特 征 的 网 络 输 入 至 关 重 要 。分 析 了常 见 特
征信 息提 取 和 故 障诊 断 方 法 ，提 出一 种 基 于 多测试 点 、 多特 征 信 息原 始 样 本 集 的 新 方 法 。 运 用 这 种 方 法构 造 原 始 故 障 特 征 集 ，然后 作 为 Ｂ Ｐ神 经 网络 的 输 入 对 网络进 行训 练 ，仿 真 结 果 表 明 ，通 过 该 方 法 构 造 的 样 本 集 训 练 出 来 的 网 络 对 模 拟 电路 故 障诊 断 的 正 确 率优 于传 统 方法 ，证 明 了该 方 法在 模 拟 电路 故 障 诊 断 中的 可 行 性 ， 为模 拟 电路 的 故 障诊 断 提
基于融合特权信息支持向量机的模拟电路故障诊断新方法

基于融合特权信息支持向量机的模拟电路故障诊断新方法


０ 引言
目前模拟 电路故 障诊 断理论 和方法 的研究仍 是 国际 电路 测试 领域 研究课 题 中 的前 沿 和热 点 … 。 由于 模 拟 电路 的 自 身 固有特点 ： 响应 连 续性 、 路非 线 性 、 电 器件 容 差性 、 障 多 故 样性 等原 因 ， 得基于模 拟 电路 的故 障诊 断技术 发 展较 为缓 使
障而且 能够 有效 分类 多故 障 ， 中单硬故 障情 况 下平均 故 障诊 断率 达到 了 ９ ％ 以上 ， 其 ９ 为模 拟 电路 故 障诊 断提 供
了 新 的途 径 。
关键 词 ：特征提 取 ；特 权信 息 支持 向量机 ；模拟 电路 ；故 障诊 断 中图分 类号 ：Ｔ ７ ７ Ｎ ０ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ６ ２ ６ — ３ ０ １ ３ ９ （ ０ ２ ０ ． １ ５ ０
李涛柱 ，李红波 ，曾繁景 ，李铁峰
（ 解放 军信 息工 程 大学 ，郑 州 ４ ０ ０ ） ５ ０ ２ 摘 要 ：针 对模 拟 电路 故 障诊 断复 杂 多样 难 于辨识 的 问题 ， 出 了基 于 融合 特权 信 息支持 向量 机 的模 拟 电路 故 提
障诊 断新方 法 。首先 对采 集的信 号进 行主 成分 分析 （ Ｃ — —特 征提 取 ； Ｐ Ａ） 然后将训 练 集输入 融 合特 权信 息 支持
９ ０年 代 中 期 ， 着 支 持 向 量 机 （ ｕ ｐ￣ ｖｃｏ ｍ ｃ ｉｅ 随 ｓｐ ｏ ｅｔ ａｈｎ ， ｒ
Ｓ Ｍ） 研 究热 的兴起 ， Ｖ 文献 ［ ］ 出了基 于支持 向量 机方法 ５提
的模 拟 电路 故 障诊 断 技 术 并 取 得 了相 对 较 好 的 识 别 效 果 。