[发明专利]基于DE-QPSO的MKRVM对RF-MEMS开关的寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种基于差分进化的量子粒子群算法DE‑QPSO的多核相关向量机MKRVM方法对开关寿命进行预测，为进一步研究电容式RF‑MEMS开关在实际应用中存在的可靠性问题，其主要实现步骤为：根据电容式RF‑MEMS开关的相关特性得到开关的寿命公式；在相关向量机计算方法的基础上生成MKRVM的计算方法；利用DE‑QPSO得到MKRVM的最优内核权重；运用MKRVM进行开关的寿命预测。本发明的寿命预测方法实现简单，利用组合算法优化后，提高了方法的准确性和运算速度，并且可以应用于不同电子元器件的寿命预测。

技术领域

本发明属于开关寿命预测领域，更具体地，涉及一种利用差分进化量子粒子群组合算法的多核相关向量机的电容式RE-MEMS开关的寿命预测方法。

背景技术

RF-MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术重要的实际应用领域之一，并可以用于微波电路中无线电波的信号处理，对当代的无线通讯等产生重大的影响。虽然RF-MEMS技术已经应用于多个领域，但总的来说我国在RF-MEMS的研究起步要晚于西方国家，而5G技术的普遍化给我国RF-MEMS的创新研究带来巨大的挑战，一方面，因为5G技术刚刚开始普及，RF-MEMS在5G方面应用的研究相对较少；但另一方面对RF-MEMS的研究存在一定的难度，其中RF-MEMS器件的可靠性就是制约其发展的主要因素之一。RF-MEMS器件的可靠性关系到产品本身的开发效率、开发成本以及它的实际使用性，在工业应用领域，器件的失效可能会带来巨大的经济财产损失甚至会威胁到相关工作人员的生命安全。

对于RF-MEMS器件的可靠性研究一直是MEMS器件研究的热点之一。RF-MEMS开关作为RF-MEMS技术的最初研究对象，理论研究基础已经比较成熟。而在这些研究中多在于其失效机理的理论分析及仿真，但对于开关寿命预测的研究较少。

因此能够提出一种针对电容式RF-MEMS开关的特点，对其进行寿命预测分析的方法，对于RF-MEMS开关的实际应用有着较为重要的意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于DE-QPSO的MKRVM对RF-MEMS开关的寿命预测方法，以研究电容式RF-MEMS开关在实际应用中存在的可靠性问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于DE-QPSO的MKRVM对RF-MEMS开关的寿命预测方法，包括：

S1：根据电容式RF-MEMS开关的相关特性得到开关的寿命；

S2：在相关向量机的基础上生成多核相关向量机MKRVM；

S3：利用差分进化量子粒子群组合算法得到MKRVM的最优内核权重；

S4：根据最优内核权重的MKRVM对电容式RF-MEMS开关进行寿命预测。

在一些可选的实施方案中，开关的寿命t_life为：其中，V_catch为捕获电压，ρ_a为电解质累积密度，ε为介电常数，d为极板间间距。

在一些可选的实施方案中，所述多核相关向量机MKRVM的内核函数由高斯内核函数和多项式核函数组成。

在一些可选的实施方案中，所述多核相关向量机MKRVM的内核函数K(x,x_i)为：其中，v_j表示第j个高斯函数内核的权重，v_r表示第r个多项式核函数的权重，L表示高斯函数内核的数量，K_G(x,x_i)表示高斯函数内核，U表示多项式核函数的数量，K_P(x,x_i)表示多项式核函数。

在一些可选的实施方案中，步骤S3包括：