基于測量數(shù)據(jù)的電磁兼容性能參數(shù)建模的研究

摘要：隨著電磁兼容測試的不斷深入，將會產(chǎn)生越來越多的測試數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析從而提取出有意義的信息，對于系統(tǒng)電磁兼容分析與維護(hù)具有十分重要的意義。該文研究了對電磁兼容測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的方法，探討了電磁兼容數(shù)據(jù)建模技術(shù)，提出了歸納電子系統(tǒng)電磁參數(shù)的變化規(guī)律的方法，為增強(qiáng)系統(tǒng)電磁兼容維護(hù)與保障的針對性提供了技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞：電磁兼容；測試數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)建模；數(shù)據(jù)挖掘

0 引言
隨著社會信息化水平發(fā)展的不斷提高，各行各業(yè)對電子系統(tǒng)電磁兼容性能的認(rèn)識不斷深入，重視程度也不斷提高。但是，現(xiàn)實(shí)中許多電子系統(tǒng)存在比較嚴(yán)重的電磁兼容問題，已經(jīng)嚴(yán)重影響到其性能的發(fā)揮。導(dǎo)致問題產(chǎn)生的一個(gè)重要原因就是在系統(tǒng)的使用過程中，隨著使用年限的不斷增加，有些設(shè)備老化導(dǎo)致有害電磁輻射超標(biāo)，抗干擾閾值降低等情況；有些設(shè)備的組件經(jīng)過多次維修，導(dǎo)致電磁兼容能力降低；有些因?yàn)榄h(huán)境變化特別是電磁環(huán)境的不斷復(fù)雜化，造成電磁兼容性能設(shè)計(jì)不完善之處凸現(xiàn)。因此歸納綜合電子系統(tǒng)電磁參數(shù)及電磁兼容性變化規(guī)律就顯得尤為重要。
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的但又是潛在有用的信息和知識。對電磁兼容測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，能有效提取出某些性能參數(shù)的變化規(guī)律，歸納總結(jié)其數(shù)據(jù)模型。本文對模型建立過程及具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述。

1 參數(shù)模型建立過程
電磁兼容測試數(shù)據(jù)主要指系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容測試產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)和其經(jīng)過整理得到的數(shù)據(jù)，如發(fā)射設(shè)備的峰值功率、雜散電平、功率大于設(shè)定門限的諧波數(shù)量等。在對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模的過程中，從不同的研究角度可以得到不同的結(jié)論。例如在研究參數(shù)特性的時(shí)候，可以進(jìn)行某個(gè)參數(shù)和另一參數(shù)的相關(guān)分析，研究參數(shù)之間變化的相關(guān)規(guī)律；可以建立多元回歸模型研究某個(gè)參數(shù)隨幾個(gè)參數(shù)之間的變化規(guī)律。
對電磁兼容性能參數(shù)建模的過程是通過電磁兼容測量取得原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行整理，對歷史數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘完成數(shù)據(jù)規(guī)律分析，描述出設(shè)備參數(shù)的變化曲線，再經(jīng)過多次數(shù)據(jù)的修正，完成參數(shù)變化規(guī)律的數(shù)據(jù)模型。其中最常見的數(shù)據(jù)挖掘方法是統(tǒng)計(jì)分析方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)中研究的方法。具體建模過程如圖1所示。

2 電磁參數(shù)建模的統(tǒng)計(jì)分析方法
上面簡單介紹了電磁參數(shù)建模的過程，針對分析問題的不同，建立的模型也各有差異。在這一節(jié)，根據(jù)假設(shè)研究某功率放大器放大倍數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。通過統(tǒng)計(jì)分析方法介紹數(shù)據(jù)挖掘在電磁參數(shù)建模中的應(yīng)用。其中回歸分析是本次試驗(yàn)中所用到的具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法。
2．1 回歸分析
通過回歸分析，可以將相關(guān)變量之間不確定、不規(guī)則的數(shù)量關(guān)系一般化、規(guī)范化，從而可以根據(jù)自變量的某個(gè)給定值推斷出因變量的可能值(或估計(jì)值)。回歸分析包括多種類型，根據(jù)所涉及變量的多少，可分為一元回歸和多元回歸；根據(jù)變量變化的表現(xiàn)形式不同，分為直線回歸和曲線回歸。
線性回歸分析的任務(wù)是根據(jù)若干個(gè)觀測值(xi，yi)(i=1，2，…，n)找出描述兩個(gè)變量x，y之間關(guān)系的直線回歸方程：