基于粒子滤波的模拟滤波器剩余使用寿命预测方法#龙兵，咸卫明，田书林*510（电子科技大学自动化工程学院）摘要：针对现有模拟滤波器电路故障预测技术方面的不足，提出了基于粒子滤波算法的剩余使用寿命预测方法。首先，提取模拟滤波器电路的特征参数，并采用欧式距离计算出反映电路性能退化趋势的故障指示器；其次，根据故障指示器找出电路性能退化的故障模型；最后，将故障模型与粒子滤波算法相结合，预测出电路的剩余使用寿命。以Sallen-key带通滤波器为例，预测电路的剩余使用寿命，结果表明，本文提出的方法可以以较高的精度预测出了电路的剩余实用寿命。关键词：模拟滤波器；故障预测；剩余使用寿命；粒子滤波中图分类号：TN70715ANovelMethodBasedonParticleFilterForAnalogFiltersRemainingUsefulLifePredictionLongBing,XianWeiming,TianShulin(SchoolofAutomation,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina)2025303540Abstract:Aimingattheissueoffailureprognosistechniqueofanalogfilters,amethodbasedonparticlefilter(PF)algorithmisproposedforremainingusefullife(RUL)prediction.Firstly,analogfiltersfrequencyfeaturesareextracted.Basedontheextractedfeatures,afaultindicator(FI)basedonEuclideandistancemonitoringthedegradationtrendoftheanalogfiltersisdevelopedforfailureprognosis.Then,amodelisdevelopedbasedonthedegradationtrendexhibitedbytheFI.Finally,PFapproachisappliedtomodeladaptionandRULprediction.Sallen-keyband-passfilterisusedasanexampletodemonstratethisapproach.TheexperimentalresultsshowthattheproposedprognosticapproachcanpredicttheRULofanalogfilterswithhighprecision.Keywords:AnalogFilters;FailurePrognosis;RemainingUsefulLife;ParticleFilter0引言故障预测与健康管理（PrognosticandHealthManagement,PHM）是指利用先进传感器采集系统必要的数据信息，借助各种数据处理和智能推理算法来评估系统的健康状态，在系统发生故障前对其故障进行预测，并结合各种可利用的资源信息实现系统的视情维修[1]。自PHM技术进入21世纪以来，很快受到来自政府、学术和工业界的高度重视，并在机械、电子、航空航天、船舶、汽车、石化、冶金、电力等多个行业领域得到了广泛的应用。PHM可以降低系统维持成本、改进维修决策，并为产品设计和验证流程提供使用和情况反馈。PHM技术也使得事后维修或定期维修策略被视情维修所取代。因此，实现PHM技术的关键是要对故障预测技术的研究。所谓预测，就是根据过去和现在的状态预言未来，即在一定的理论指导下，对被预测事物或现象未来的发展趋势、发展方向及可能的状态做出科学的预言和合理的推断。目前电子---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---基金项目：博士点基金（20100185110004）；国家自然科学基金（61071029）作者简介：龙兵（1974-），男，副教授，主要研究方向：电路与系统失效分析、自动化测试、诊断、预测与可测性分析与设计技术.longbing@uestc.edu.cn-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---系统PHM中不同的研究方法有三种：(1)基于保险和预警装置的方法；(2)基于失效物理(PhysicsofFailure,PoF)方法；(3)基于故障预兆监控与推理方法。故障预兆是指针对即将来到的故障而显示出来的一种数据事件或趋势。基于故障预兆预测方法可以有效反映监测对象455055退化的趋势，所以得到了广泛的使用。在电子系统中，往往出现故障的是模拟电子电路部分，所以，提前预测出模拟电路出现故障的时间或者剩余使用寿命，则可以大大降低损失。另外，由于模拟滤波电路系统在模拟电路中是经常出现的电路模块，所以我们重点研究模拟滤波电路系统的故障预测和剩余寿命预测。为此，本文提出了一种基于粒子滤波的模拟电路剩余使用寿命的预测方法。首先，根据模拟滤波电路的特性，提取出故障特征；然后，为了更好的跟踪电路退化的趋势，我们将提取出的故障特征进行数学转换，我们称之为故障指示器（FaultIn...