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一种电路板测试数据分析系统及方法

文献发布时间:2024-04-18 20:02:40


一种电路板测试数据分析系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及板卡测试领域,尤其涉及一种电路板测试数据分析系统及方法。

背景技术

PCBA(Printed Circuit Board Assembly)即PCB与元器件组装,是指PCB(PrintedCircuitBoard,印制电路板)光板经过SMT(Surface Mounted Technology,表面贴装技术)上件,再经过DIP(dual inline-pin package,双列直插封装)插件得到的电路板。即安装电阻、集成电路、电容器等元器件后的线路板。

传统的PCBA测试需要人工手动测试,将待测板的输入,输出,电源引出来,人工来模拟输入,人为来确认输出的正确与否,该测试方法测试效率低,测试不全面,操作繁杂。

发明内容

鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电路板测试数据分析系统及方法。

第一方面,本申请实施例公开了一种电路板测试数据分析系统,所述系统包括:工控机、PXI集成机箱和接口适配器,所述工控机与所述PXI集成机箱通信连接,所述PXI集成机箱与所述接口适配器连接,,所述接口适配器用于连接待测电路板;

所述工控机用于响应于所述待测电路板与所述接口适配器的连接操作,为所述待测电路板分配所述PXI集成机箱中的PXI测试通道;所述PXI测试通道与所述待测电路板的第一测试项对应;

所述PXI集成机箱用于基于所述PXI测试通道,获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据;

所述工控机用于将所述测试数据输入训练后的网络模型,输出所述待测电路板的第二测试项的预测测试结果;所述第二测试项为在所述第一测试项之后进行的测试项;

所述工控机用于显示所述预测测试结果。

可选地,所述接口适配器包括防插错电路:

所述接口适配器用于在所述待测电路板与所述接口适配器连接的情况下,通过所述防插错电路获取所述待测电路板的电源状态;;

所述工控机用于在所述电源状态为短路状态的情况下,显示告警信息。

可选地,所述PXI集成机箱包括多通道数据采集板卡和动态信号分析仪;

所述多通道数据采集板卡用于获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据;

所述动态信号分析仪用于将所述测试数据同步传输到所述工控机,以将所述测试数据输入训练后的网络模型进行实时分析。

可选地,所述系统还包括:测试夹具;

所述测试夹具与所述接口适配器连接;

所述测试夹具包括多组针孔;所述多组针孔用于连接适配测试针数目不同的待测电路板。

可选地,所述PXI集成机箱还包括:通信板卡、继电器板卡、电源、输出板卡。

第二方面,本申请实施例公开了一种电路板测试数据分析方法,应用于如第一方面所述的电路板测试数据分析系统,所述方法包括:

响应于待测电路板与接口适配器的连接操作,为所述待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道;所述PXI测试通道与所述待测电路板的第一测试项对应;

基于所述PXI测试通道,获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据;

将所述测试数据输入训练后的网络模型,输出所述待测电路板的第二测试项的预测测试结果;所述第二测试项为在所述第一测试项之后进行的测试项;

在工控机显示所述预测测试结果。

本申请实施例中电路板测试数据分析系统,包括:工控机、PXI集成机箱和接口适配器,工控机与PXI集成机箱通信连接,PXI集成机箱与接口适配器连接,接口适配器用于连接待测电路板;工控机用于响应于待测电路板与接口适配器的连接操作,为待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道;PXI测试通道与待测电路板的第一测试项对应;PXI集成机箱用于基于PXI测试通道,获取待测电路板对应PXI测试通道的测试数据;工控机用于将测试数据输入训练后的网络模型,输出待测电路板的第二测试项的预测测试结果;第二测试项为在第一测试项之后进行的测试项;工控机用于显示预测测试结果。本申请的系统将PC技术与程控技术应用于PCBA测试领域,将工控机、PXI集成机箱和接口适配器组成的分析系统对不同的待测电路板进行测试,接口适配器可以适配连接不同类型的待测电路板,同时,PXI集成机箱可以对不同测试项进行测试,即通过该系统能完成对PCBA的多个测试内容进行全面测试,另外,还可以对测试得到的测试数据进行分析,以预测之后的测试项的可能测试结果,提前对待测电路板是否故障做出判断,提升对电路板的测试效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电路板测试数据分析系统架构图;

图2是本发明实施例提供的一种防插错电路的判断流程图;

图3是本发明实施例提供的一种开关切换模拟总线连接示意图;

图4是本发明实施例提供的一种电路板测试数据分析方法流程图;

图5是本发明实施例提供的一种对支持向量机模型进行训练的过程;

图6是本发明实施例提供的一种超平面示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

标准化PCBA测试平台是将PC技术与程控技术应用于PCBA测试领域,把电脑、程控驱动模块、以及测量仪器组成的一个测试系统即能完成如:交直流电压、交直流电流、电阻、频率等各种电参数测量;该系统能针对每一种特定的PCBA的多个测试内容进行全面测试,测试结果采用自动判断,整个系统极大的提高了生产效率。但PCB功能板的种类繁多,测试项亦繁简不一,加之PCB功能板更新换代频繁;如果每一种PCB功能板都采用一套测试系统来进行测试,相对于产品线非常丰富的厂商,这无疑是一比巨大的开支,同时产品线一旦更新换代,原有的整个测试系统将不再适用新的产品测试要求,这样原有的软硬件设备就都变成一种巨大的资源浪费,为了解决上述问题,本申请公开了一种电路板测试数据分析系统,如下。

第一方面,本申请实施例提供了一种电路板测试数据分析系统,参考图1,所述系统包括:工控机、PXI集成机箱和接口适配器,所述工控机与所述PXI集成机箱通信连接,所述PXI集成机箱与所述接口适配器连接,所述接口适配器用于连接待测电路板;所述工控机用于响应于所述待测电路板与所述接口适配器的连接操作,为所述待测电路板分配所述PXI集成机箱中的PXI测试通道;所述PXI测试通道与所述待测电路板的第一测试项对应;所述PXI集成机箱用于基于所述PXI测试通道,获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据;所述工控机用于将所述测试数据输入训练后的网络模型,输出所述待测电路板的第二测试项的预测测试结果;所述第二测试项为在所述第一测试项之后进行的测试项;所述工控机用于显示所述预测测试结果。

具体地,如图一,电路板测试数据分析系统在系统架构上使用工控机,PXI集成机箱、接口适配器组成;其中,工控机可以是电脑工控机,PXI集成机箱包括集成电源,监控,继电器,数据采集,IO输出及动态分析板卡,工控机可以远程连接PXI集成机箱,PXI机箱与接口适配器连接,接口适配器可以连接待测电路板。PXI是一个为工业数据采集和自动化应用定制的模块化仪器平台,是机械、电气和软件的组合。电路板测试数据分析系统利用PXI高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件可以完成对待测电路板的各种测试、测量和自动化控制。

进一步地,传统测试仪器体积大,占用空间,仪器通过自身面板显示测试数据,测试数据与PC端传输需配备通信卡,数据采集时间慢。本申请公开的系统使用基于PXI系统的虚拟仪器,PXI集成机箱为板卡结构,PCI/PXI插卡型式,多卡使用时空间占用少;测试数据采用工控机内软件显示,数据具有保存、分析功能;数据采集速度较快;板块配置多样性,软硬件资源丰富,测试项目多。本申请的系统采用NI虚拟仪器完成硬件资源的配置,可以根据不同需求配置不同板卡,从而具有资源配置的灵活性的特点。在PXI集成机箱内,通过不同PXI卡的配置就能实现诸如:数据采集器,DIO控制,单刀/双刀继电器,DC电源输出,信号发生器,万用表通信控制等多种功能,通过增减PXI卡可以适当调整PXI集成机箱可支持的测试项目。

在待测电路板与接口适配器的正确连接后,工控机可以为待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道,PXI测试通道与PXI卡的资源对应,在待测电路板与接口适配器的正确连接后,需要为待测电路板分配硬件资源进行测试,其中,硬件资源与第一测试项对应,第一测试项可以是待测电路板的测试点与PXI集成机箱连通的测试项。

具体地,在待测电路板与接口适配器的正确连接后,将PXI集成机箱的硬件资源切换连接至的待测电路板的被测单元上。由于待测电路板的被测单元输入输出管脚数量众多,信号种类复杂,为满足自动测试设备的通用性,在设计接口适配器时,须采用多通道开关,对待测电路板的信号进行切换;接口适配器是PXI集成机箱与待测电路板之间的桥梁,将PXI集成机箱的资源分配给待测电路板的测量点或管脚,实现对待测电路板的被测单元的测试。

另外,在采集测试数据后,测试数据可以传输到工控机,工控机中可以安装有对测试数据进行实时分析的程序,可以结合数据挖掘技术对测试数据进行分析。例如,可以开发专用软件,集成机器学习和数据挖掘算法,自动对测试数据分析,并识别测试数据中的异常,通过对网络模型进行训练,使得网络模型输出对后续测试项的预测测试结果。即通过对网络模型的训练,使得网络模型可以感知到每一个元器件参数与其他或者整体PCBA是否合格的关系,在大量学习以后,通过前测试项的结果相互关联的数据中可以得出后续测试项的结果,机器模型就可以提前判断待测电路板的好坏。即若判断第二测试项的预测测试结果为不合格,那么无需进行第二测试项的测试,可以提前得到待测电路板的测试结果,节省了大量的测试时间。

综上,本申请实施例中电路板测试数据分析系统,包括:工控机、PXI集成机箱和接口适配器,工控机与PXI集成机箱通信连接,,PXI集成机箱与接口适配器连接,接口适配器用于连接待测电路板;工控机用于响应于待测电路板与接口适配器的连接操作,为待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道;PXI测试通道与待测电路板的第一测试项对应;;PXI集成机箱用于基于PXI测试通道,获取待测电路板对应PXI测试通道的测试数据;工控机用于将测试数据输入训练后的网络模型,输出待测电路板的第二测试项的预测测试结果;第二测试项为在第一测试项之后进行的测试项;工控机用于显示预测测试结果。本申请的系统将PC技术与程控技术应用于PCBA测试领域,将工控机、PXI集成机箱和接口适配器组成的分析系统对不同的待测电路板进行测试,接口适配器可以适配连接不同类型的待测电路板,同时,PXI集成机箱可以对不同测试项进行测试,即通过该系统能完成对PCBA的多个测试内容进行全面测试,另外,还可以对测试得到的测试数据进行分析,以预测之后的测试项的可能测试结果,提前对待测电路板是否故障做出判断,提升对电路板的测试效率。

可选地,所述接口适配器包括防插错电路:所述接口适配器用于在所述待测电路板与所述接口适配器连接的情况下,通过所述防插错电路获取所述待测电路板的电源状态;所述工控机用于在所述电源状态为短路状态的情况下,显示告警信息。

具体地,接口适配器包括防插错电路:防插错电路可以用于对待测电路板与接口适配器的连接状态进行判断,进而提醒用户换一个接口进行连接。

进一步地,接口适配器用于在待测电路板与所述接口适配器连接的情况下,通过防插错电路获取所述待测电路板的电源状态;电源状态可以包括正常状态或短路状态,若为短路状态,那么工控机可以显示告警信息,提示待测电路板与接口适配器的连接错误,提醒用户重新选择一个接口适配器进行连接。

参考图2,图2示出了一种防插错电路的判断流程图。包括:

步骤S1,系统电源打开;

步骤S2,判断接口适配器是否选择正确,若不正确进入步骤S3,若正确进入步骤S4;

步骤S3,重新选择接口适配器;

步骤S4,判断被测电源,即被测电路板的电源是否短路;

步骤S5,若短路,在工控机显示无法测试的信息;

步骤S6,若正常,则缓慢加电,进入测试过程。

另外,防插错还包括机械结构上的配置,例如线缆颜色,文字提示等等,都是为了避免人为失误对系统的影响;在实际使用的模拟电路板,数字电路板或者混合电路板存在差异,在测试时需要选择不同的接口,如果选择匹配不合适,就有可能会对被测对象或者测试设备造成损坏;所以通过对接口适配器识别电路进行防插错设计,可以保护被测设备或测试设备的安全性,避免对被测设备或测试设备造成损坏。

需要说明的是,参考图3,开关切换是自动测试的重要组成部分,是实现自动测试的关键,一般的开关切换有功率开关,信号开关等,所以需要将这些开关定义在PXI机箱侧和待测器件测试侧进行对齐,以确保测量点准确切换和连接到测试资源上,可以通过模拟总线的方式来定义接口信息。

可选地,所述PXI集成机箱包括多通道数据采集板卡和动态信号分析仪;所述多通道数据采集板卡用于获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据;所述动态信号分析仪用于将所述测试数据同步传输到所述工控机,以将所述测试数据输入训练后的网络模型进行实时分析。

具体地,得益于PXI板卡的快速切换与采集,以及工控机与PXI板卡天然的通信优势,使得工控机可以在采集测试数据的同时进行数据分析处理,大幅提高测试效率。

进一步地,为了采集与处理基本同步进行,可以在PXI集成机箱中配置多通道数据采集板卡和动态信号分析仪,其中,多通道数据采集板卡可以是PXI 6221多通道数据采集板卡,来实现高精度数据采集,动态信号分析仪可以是PXI 4461动态信号分析仪,来确保数据准确性。多通道数据采集板卡和动态信号分析仪可以根据实际需求进行设置,本申请实施例在此不做限定。

可选地,所述系统还包括:测试夹具;所述测试夹具与所述接口适配器连接;所述测试夹具包括多组针孔;所述多组针孔用于连接适配测试针数目不同的待测电路板。

具体地,所述系统还包括:测试夹具,测试夹具可以用来连接待测电路板,测试夹具还与所述接口适配器连接。使得待测电路板先连接测试夹具、测试夹具再;连接接口适配器,接口适配器连接PXI集成机箱,实现待测电路板与PXI集成机箱的连接,实现对待测电路板的测试过程。

进一步地,为了满足不同待测电路板的测试需求,还可以设置测试夹具,由于不同的待测电路板其具有的测试针的数目不同,因此,为了适配不同测试针数目的待测电路板,本申请还设计一种测试夹具,该测试夹具可以设置多组针孔,针孔的数目可以大于常规待测电路板的测试针的数目,以满足任一常规电路板均可以与测试夹具连接。通过测试夹具,可以进一步扩展可以PXI集成机箱可以连接的待测电路板的范围,使得一套PXI集成机箱与工控机的配置,可以满足更多电路板的测试需求,降低测试成本,提升测试效率。

可选地,所述PXI集成机箱还包括:通信板卡、继电器板卡、电源、输出板卡。

具体地,在本申请的系统内,通过不同PXI卡的配置就能实现诸如:数据采集器,DIO控制,单刀/双刀继电器,DC电源输出,信号发生器,万用表通信控制等多种功能,通过增减PXI卡可以适当地调整系统的功能。因此,PXI集成机箱还包括:通信板卡、继电器板卡、电源、输出板卡等,以满足待测电路板不同测试项的测试需求。例如,PXI集成机箱中配置的板卡可以包括:PXI2568(31通道双刀继电器板卡)、PXI GPIB通信板卡、14位示波器板卡、PXI2566(16通道单刀继电器板卡)、PXI 2532(4*128矩阵继电器)、PXI 4110(3通道DC直流电源)、PXI 4461(动态信号分析仪)、PXI 6509(96通道DIO输出)、PXI 6221(多通道数据采集板卡)等,这些板卡都是测试待测电路板时经常使用的板卡,通过在PXI集成机箱集成这些板卡,使得PXI集成机箱可以满足大部分待测电路板的测试需求,扩展PXI集成电路板的使用范围。其中,板卡可以根据实际需求进行增减,以更好的满足实际的测试需求,本申请实施例在此不做限定。

本申请的系统提高了数据采集和分析的准确性,通过集成高精度的数据采集技术和先进的数据分析方法(包括机器学习和数据挖掘),解决了传统方法在数据处理和分析方面的局限。实现远程监控和管理,引入远程控制接口和用户友好的操作界面,解决了传统测试系统无法远程操作和实时监控的问题,同时实现远程对数据采集分析,方便随时进行测试。智能化测试流程和决策支持,通过智能算法自动调整测试流程和参数,解决了传统手动测试中效率低下和操作复杂的问题。

综上,本申请的系统将PC技术与程控技术应用于PCBA测试领域,将工控机、PXI集成机箱和接口适配器组成的分析系统对不同的待测电路板进行测试,接口适配器可以适配连接不同类型的待测电路板,,同时,PXI集成机箱可以对不同测试项进行测试,即通过该系统能完成对PCBA的多个测试内容进行全面测试,另外,还可以对测试得到的测试数据进行分析,以预测之后的测试项的可能测试结果,提前对待测电路板是否故障做出判断,提升对电路板的测试效率。

图4是本申请实施例提供的一种电路板测试数据分析方法,应用于第一方面所述的电路板测试数据分析系统,所述方法包括:

步骤101,响应于待测电路板与接口适配器的连接操作,为所述待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道;所述PXI测试通道与所述待测电路板的第一测试项对应。

在本发明实施例中,在待测电路板与接口适配器的正确连接后,工控机可以为待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道,PXI测试通道与PXI卡的资源对应,在待测电路板与接口适配器的正确连接后,需要为待测电路板分配硬件资源进行测试,其中,硬件资源与第一测试项对应,第一测试项可以是待测电路板的测试点与PXI集成机箱连通的测试项。

具体地,在待测电路板与接口适配器的正确连接后,将PXI集成机箱的硬件资源切换连接至的待测电路板的被测单元上。由于待测电路板的被测单元输入输出管脚数量众多,信号种类复杂,为满足自动测试设备的通用性,在设计接口适配器时,须采用多通道开关,对待测电路板的信号进行切换;接口适配器是PXI集成机箱与待测电路板之间的桥梁,将PXI集成机箱的资源分配给待测电路板的测量点或管脚,实现对待测电路板的被测单元的测试。

可选地,步骤101包括:

子步骤1011,响应于所述待测电路板与所述接口适配器的连接操作,确定所述待测电路板的第一测试项;

子步骤1012,根据所述第一测试项,确定所述PXI集成机箱中与所述第一测试项对应的PXI板卡资源,并将所述PXI板卡资源对应的PXI测试通道分配给所述待测电路板。

在本发明实施例中,针对子步骤1011和子步骤1012,本申请的系统采用NI虚拟仪器完成硬件资源的配置,可以根据不同需求配置不同板卡,从而具有资源配置的灵活性的特点。在待测电路板与接口适配器的正确连接后,可以将PXI集成机箱的硬件资源切换连接至的待测电路板的被测单元上。即根据第一测试项,确定PXI集成机箱中与第一测试项对应的PXI板卡资源,并将PXI板卡资源对应的PXI测试通道分配给待测电路板,以基于PXI板卡实现对待测电路板的测试。在PXI集成机箱内,通过不同PXI卡的配置就能实现诸如:数据采集器,DIO控制,单刀/双刀继电器,DC电源输出,信号发生器,万用表通信控制等多种功能,通过增减PXI卡可以适当调整PXI集成机箱可支持的测试项目,以在测试时,将对应的硬件资源分配给待测电路板完成测试。

步骤102,基于所述PXI测试通道,获取所述待测电路板对应所述PXI测试通道的测试数据。

步骤103,将所述测试数据输入训练后的网络模型,输出所述待测电路板的第二测试项的预测测试结果;所述第二测试项为在所述第一测试项之后进行的测试项。

在本发明实施例中,针对步骤102和步骤103,在采集测试数据后,测试数据可以传输到工控机,工控机中可以安装有对测试数据进行实时分析的程序,可以结合数据挖掘技术对测试数据进行分析。例如,可以开发专用软件,集成机器学习和数据挖掘算法,自动对测试数据分析,并识别测试数据中的异常,通过对网络模型进行训练,使得网络模型输出对后续测试项的预测测试结果。即通过对网络模型的训练,使得网络模型可以感知到每一个元器件参数与其他或者整体PCBA是否合格的关系,在大量学习以后,通过前测试项的结果相互关联的数据中可以得出后续测试项的结果,机器模型就可以提前判断待测电路板的好坏。即若判断第二测试项的预测测试结果为不合格,那么无需进行第二测试项的测试,可以提前得到待测电路板的测试结果,节省了大量的测试时间。

可选地,步骤103包括:

子步骤2031,对所述测试数据进行预处理,并提取预处理后的所述测试数据的电性特征;

子步骤2032,将所述电性特征输入网络模型中,确定所述电性特征与网络模型对应的超平面的距离信息,并基于所述距离信息确定所述待测电路板的第二测试项的预测测试结果。

在本发明实施例中,针对子步骤2031和子步骤2032,在对PCBA测试数据的分析当中,可以对测试数据进行预处理,并将预处理后的测试数据输入训练后的网络模型进行分析,以输出对未来测试项的预测结果。

具体地,本发明根据电路板的测试数据选择适当的特征,在测试中收集如电压、电流、频率、转速,有功功率,无功功率,功率因素等数据,对获得的数据进行归一化处理,以消除不同测试数据之间的尺度差异,并对缺失值进行处理(包括填充,估算或者删除),也就是数据清洗。然后通过历史采集的大量的正常和异常的数据训练集来对网络模型进行训练,通过使用交叉验证的方式来不断提升和优化模型性能。将训练后的网络模型应用于对测试数据的分析,可以有效地对电路板测试数据进行分析,提高缺陷检测、性能预测等方面的准确性。通过结合网络模型能够帮助用户提早识别待测电路板存在的潜在的问题,从而提高待测电路板的质量和可靠性。

步骤104,在工控机显示所述预测测试结果。

在本发明实施例中,在工控机可以显示预测测试结果,工控机可以与用户进行交互,通过在工控机显示所述预测测试结果,用户可以及时的知道待测电路板的测试情况,提升对待测电路板的测试效率。

进一步地,本申请公开的测试数据分析系统具有网络(以太网及WIFI)通讯功能,使用TCP/IP协议进行信息传送,且在传输通道中使用(SSL/TLS)加密措施来保证信息的安全,通过搭建SQL数据库系统,实时存储在测试设备端采集的数据,捕获必要的测试参数,确保数据的完整性和安全性,这样来保证远程监控测试状态的数据分析处理,提升数据处理的准确性。

可选地,所述网络模型为支持向量机模型,步骤103之前,所述方法还包括:

步骤105,获取训练数据;

步骤106,对所述训练数据进行预处理,生成训练样本;

步骤107,提取所述训练样本的样本特征数据,通过所述样本特征数据对所述支持向量机模型训练,得到训练后的支持向量机模型;所述样本特征数据具有对应的类别标签,所述类别标签包括正常标签和异常标签;所述样本特征数据包括:电阻、电容、功率、上电时序测量、工作状态中的至少一项。

在本发明实施例中,针对步骤105至步骤107,网络模型可以选择支持向量机的机器模型,如图5,支持向量机模型能够进行分类和回归任务。在分类任务中,支持向量机找到一个超平面,以最大化不同类别数据之间的间隔;在回归任务中,找到一个最佳拟合超平面,使用核函数将原始数据映射到一个更高维的空间中,以更容易地进行线性分割。

具体地,参考图5,对支持向量机模型进行训练的过程可以包括:

步骤T1,数据预处理;

在测试中收集如电压、电流、频率、转速,有功功率,无功功率,功率因素等数据,对获得的数据进行归一化处理,以消除不同测试数据之间的尺度差异,并对缺失值进行处理(包括填充,估算或者删除),也就是数据清洗。

具体地,首先收集包括正常PCBA和有问题PCBA的电参数测量数据。电参数可以包括电阻、电容、电感值,硬件接触,工作状态(开短路),功率,上电时序测量等。确保每个数据点都有相应的标识,标明它们是正常的还是有问题的。

步骤T2,特征选择;

选择合适的特征。在某些情况下,可能需要进行特征转换或降维。例如,PCBA测试数据的分析当中,本发明根据电路板的测试数据选择适当的特征,在测试中收集如电压、电流、频率、转速,有功功率,无功功率,功率因素等数据,并提取这些电性特征。

具体地,将这些测量数据进行电性特征的提取(阻值,容值,电感值,频率响应,阻抗谱相位特性的大小容差等),得到电性特征数据。

步骤T3,核函数选择;

核或核方法(也称为核函数)是用于模式分析的不同类型算法的集合。它们可以使用线性分类器来解决非线性问题。核方法被应用于支持向量机(Support VectorMachines,SVM),用于分类和回归问题。SVM使用所谓的核技巧(Kernel Trick),即对数据进行转换,为可能的输出找到最佳边界。支持向量机算法使用一组定义为核的数学函数。核的功能是将数据作为输入,并将其转换为所需的形式。不同的支持向量机算法使用不同类型的核函数。这些函数可以是不同的类型。例如RBF核函数(径向基函数),适用于处理高维数据和实现非线性映射,RBF核函数可以将一个样本映射到一个更高维的空间,以更容易对特征进行分类。

步骤T4,模型训练;

使用训练数据来训练SVM模型。这包括选择适当的正则化参数(如C)和核函数参数(如RBF核的γ)来训练模型,确定模型的超平面。

进一步地,参考图6,由于数据点都在二维平面上,所以此时分隔超平面就只是一条直线。但是,如果所给的数据集是三维的,那么此时用来分隔数据的就是一个平面。当数据集是N维时,需要一个N-1维的对象来对数据进行分隔。N-1维的该对象被称为超平面(hyperplane),也就是分类的决策边界。分布在超平面一侧的所有数据都属于某个类别,而分布在另一侧的所有数据则属于另一个类别。

具体地,支持向量机训练出来后非常高效和准确,将电性特征数据输入支持向量机,然后通过间隔=2/w如图6(W是超平面的权重向量的模)来找到最大间隔,也就是最大化的一个间隔平面,作为超平面,用于后续对测试数据分析,输出预测结果。在确定时需要确保数据中的误分类点尽可能少,最小化的减少误判。

步骤T5,模型评估;

模型评估是指对于一种具体方法输出的最终模型,使用一些指标和方法来评价它的泛化能力。这一步骤通常在模型训练和模型选择之后,正式部署模型之前。模型评估方法不针对模型本身,只针对问题和数据,因此可以用来评价来自不同方法的模型的泛化能力,进行用于部署的最终模型的选择。

进一步地,可以使用交叉验证等技术对模型进行评估,并根据需要调整模型参数,例如,k折交叉验证(k-fold cross validation)。k折交叉验证通过对k个不同分组训练的结果进行平均来减少方差,因此模型的性能对数据的划分就不那么敏感。步骤如下:第一步,不重复抽样将原始数据随机分为k份;第二步,每一次挑选其中1份作为测试集,剩余k-1份作为训练集用于模型训练;第三步,重复第二步k次,这样每个子集都有一次机会作为测试集,其余机会作为训练集;第四步,在每个训练集上训练后得到一个模型,用这个模型在相应的测试集上测试,计算并保存模型的评估指标;第五步,计算k组测试结果的平均值作为模型精度的估计,并作为当前k折交叉验证下模型的性能指标。其中,k可以是用5或10。在数据集较小的情况下,可以设定大一点的k值,因为k越大,训练集在整个原始训练集的占比就越多。在数据集较大的情况下,可以把k设定的小一点,本申请实施例在此不做限定。一旦找到最优参数,要使用这组参数在原始数据集上训练模型作为最终的模型。

步骤T6,模型应用。

将训练好的模型应用于实际问题,进行分类或回归预测。

可选地,步骤107包括:

子步骤1071,通过预设的核函数将所述样本特征数据映射到特征空间;

子步骤1072,基于所述特征空间中样本特征数据的分布,确定所述支持向量机的超平面,得到训练后的支持向量机模型。

在本发明实施例中,针对子步骤1071和子步骤1072,核函数是一种特殊的函数,用于在支持向量机(SVM)中进行非线性映射。核函数的作用是将输入数据从原始特征空间映射到一个高维特征空间,使得原始空间中的非线性问题在高维空间中变为线性可分或近似线性可分。通过预设的核函数,可以确定所述特征空间中样本特征数据的分布,从而确定所述支持向量机的超平面,得到训练后的支持向量机模型。

本申请将机器学习和数据挖掘技术应用于电路板测试,,为测试数据提供了更深入的分析,通过远程控制和监控系统,提高测试的灵活性和便捷性。通过自动化的分析流程,实现测试参数的自动调整和故障预测。

综上,本申请实施例中电路板测试数据分析系统,包括:工控机、PXI集成机箱和接口适配器,工控机与PXI集成机箱通信连接,,PXI集成机箱与接口适配器连接,接口适配器用于连接待测电路板;工控机用于响应于待测电路板与接口适配器的连接操作,为待测电路板分配PXI集成机箱中的PXI测试通道;PXI测试通道与待测电路板的第一测试项对应;;PXI集成机箱用于基于PXI测试通道,获取待测电路板对应PXI测试通道的测试数据;工控机用于将测试数据输入训练后的网络模型,输出待测电路板的第二测试项的预测测试结果;第二测试项为在第一测试项之后进行的测试项;工控机用于显示预测测试结果。本申请的系统将PC技术与程控技术应用于PCBA测试领域,将工控机、PXI集成机箱和接口适配器组成的分析系统对不同的待测电路板进行测试,接口适配器可以适配连接不同类型的待测电路板,同时,PXI集成机箱可以对不同测试项进行测试,即通过该系统能完成对PCBA的多个测试内容进行全面测试,另外,还可以对测试得到的测试数据进行分析,以预测之后的测试项的可能测试结果,提前对待测电路板是否故障做出判断,提升对电路板的测试效率。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

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