基于加权马氏距离的BUCK电路健康度评估与预测

作者：上官伟; 师泽斌; 彭聪; 王宗耀

来源：铁道学报, 2023, 45(12): 103-111.

• 列控车载设备
• BUCK电路
• 加权马氏距离
• 健康度评估
• NARX神经网络

BUCK电路作为一种典型电力电子电路，是电子设备中电源模块的重要组成部分，在高速铁路列控车载设备中有广泛的应用。对电子设备的组成电路进行健康度评估与预测是提升电子设备可靠性的有效手段，因此，对BUCK电路开展健康度评估与预测的研究有助于提升车载设备的安全性与可靠性。提出一种基于敏感权重加权马氏距离的BUCK电路健康状态评估方法，可实现对电路健康状态的量化并得到电路的健康度，在得到电路健康度的基础上，构建基于NARX神经网络的BUCK电路健康度预测模型。首先建立BUCK电路的PSpice仿真模型，提取负载端响应输出的四种时域特征，得到BUCK电路健康状态特征集；针对不同特征对电路元件参数变化情况敏感度不同，计算不同特征的敏感度作为衡量该特征权重的指标；根据健康样本加权马氏距离计算结果和“3σ”原则划分健康阈值界限，实现对BUCK电路的健康度评估；利用待测样本健康度，构建基于NARX神经网络健康度预测模型，预测结果的均方根差为0.007 1,验证了所提模型的可用性与有效性。

• 单位
  北京交通大学; 电子信息工程学院; 轨道交通控制与安全国家重点实验室