基于独立成分分析的模拟电路故障特征提取方法及应用

本项目针对模拟电网络系统中的故障特征提取方法展开理论及应用研究。研究模拟电网络系统的微观动力学行为与宏观统计特性之间的关系，发现"容差"电网络系统的电子元件参数以及电路连接方式发生变化时所导致的独立性特征变化规律，建立模拟电路故障特征提取的ICA模型；基于"非高斯性"即 "有序"的理论，利用高阶统计量或分数阶统计量，以极大化信号非高斯性特征为目标函数，探寻模拟电路故障特征提取ICA模型的求解方法；结合投影寻踪技术，实现对高维原始特征数据的降维，并给出探寻"感兴趣"的独立性特征所需的关键算法；得到可扩展应用条件、易于移植的模拟电路故障特征提取系统，解决多故障模式情况下，基于高斯信号处理的故障特征提取系统在处理非高斯性数据时所导致的系统性能下降或失效问题。最终形成模拟电路故障特征提取的若干新理论方法及应用策略。

本项目针对模拟电路故障诊断中的关键技术，重点研究基于独立成份分析技术的故障特征提取方法及其在模拟电路故障诊断中的应用。考虑模拟电路电气特性的特殊性，在本基金项目的资助下，从系统元件独立性的角度展开具体研究，主要取得了下面几个方面的成果：. (1)提出了新的模拟电路故障特征提取方法。利用模拟电路中元件参数的独立性特征，结合核函数的线性性质，提出了基于自适应核函数独立成份分析的模拟电路故障特征提取方法，并将该方法成功应用于模拟电路故障诊断，发表国际学术会议论文1篇，获得授权发明专利2项。. (2)研究了模拟电路微观动力学行为与宏观统计特征之间的关系。通过分析模拟电路电气行为，发现“容差”电网络系统的电子元件参数以及电路连接方式发生改变时所导致的独立性特征变化规律，基于“非高斯性”及“有序”等理论，利用高阶统计量进行特征分析，以极大化信号非高斯特征为目标函数，探寻模拟电路故障特征变化规律，提出了基于相关向量机的模拟电路寿命预测方法与基于信息熵和峭度的模拟电路故障诊断方法。在该方面发表论文4篇，申请发明专利1项。. (3)从电路拓扑结构与电气行为关系的角度，提出模拟电路故障诊断研究思路。通过对高频集成度较高的模拟电路，分析电路可能发生的相关信号完整性问题及其产生根源，研究信号完整性问题应对策略，得到了部分实验结果。在该方面发表国际会议论文1篇，期刊论文2篇。. (4)在人才培养方面，先后有6名硕士研究生和2名博士生研究生参与到本项目的研究工作，通过本项目的研究，各博士生与硕士生迅速成长，目前已经具备很强的科研创新能力。. 通过本项目的研究，得到了新的模拟电路故障特征提取方法，取得了项目预期的相关研究成果。