[发明专利]一种基于随机森林的模拟电路故障诊断系统

摘要

本发明是一种基于随机森林的模拟电路故障诊断系统，属于故障诊断领域。本系统包括故障仿真子系统、故障诊断子系统和人机交互界面。故障仿真子系统用于实现仿真的故障模拟电路和半实物的故障模拟电路，输出电路数据给故障诊断子系统。故障诊断子系统对电路数据去冗余后构建RF分类器和RF规则库，进行故障诊断。半实物的故障模拟电路是在真实电路上通过故障注入模块加入可编程电阻卡实现电阻故障。RF分类器在故障诊断时，根据存储的RF的节点数据信息进行重构，省略了重新训练RF分类器的时间。本发明可实现对任意真实电路中任意电阻进行多个故障模式仿真和故障诊断，完全利用电路数据进行故障诊断，实现了模拟电路故障信息的透明化。

主权项

一种基于随机森林(RF)的模拟电路故障诊断系统，其特征在于，包括故障仿真子系统和故障诊断子系统；所述的故障仿真子系统包括模拟电路仿真软件模块、模拟电路仿真硬件和故障注入模块；其中，模拟电路仿真软件模块用于对模拟电路进行模拟仿真，通过用户对电路的不同参数设置对模拟电路进行故障注入，采集仿真的故障模拟电路的电路数据输出给故障诊断子系统；模拟电路仿真硬件和故障注入模块在搭建的真实模拟电路上，通过控制故障注入模块和可编程电阻卡模拟实现因电阻引起的模拟电路故障，形成半实物仿真的故障模拟电路，采集半实物仿真的故障模拟电路的电路数据输出给故障诊断子系统；所述的故障诊断子系统包括数据预处理模块、RF分类器和RF规则库；其中，数据预处理模块对电路数据进行属性约减，并存储去除冗余信息的电路数据；RF分类器利用数据预处理模块处理后的电路数据进行构建，并利用构建好的RF分类器对电路数据进行故障诊断；RF规则库根据对RF分类器的决策树进行规则提取得到，并统计每个规则的出现次数，通过匹配规则对电路数据进行分类，获得故障诊断结果和匹配规则，当RF分类器中构建新的决策树时，更新RF规则库；所述的RF分类器存储RF的节点，每个节点的数据信息包含：所在决策树在RF的位置、节点的位置信息、父节点的位置信息、节点的分裂特征、父节点上数据到达节点的特征取值或阈值、在父节点的分裂特征是连续特征时节点位于父节点左右分支的信息；在RF分类器进行故障诊断时，遍历RF的各节点重建RF。