绝缘栅双极型晶体管由于具有良好的性能而在新能源发电系统和电动汽车功率变换装置中得到广泛应用,但是IGBT的可靠性和安全性要求较高,如果失效可能对整个系统带来重大损失。因此,对IGBT的健康状况进行评估十分重要,如果可以实现对IGBT剩余寿命的准确预测,则可以根据预测结果采取相应的措施,在IGBT失效之前发出预警信息,以便更换新的器件,这样就可以避免装置发生故障。为此,本文在分析了IGBT失效机理的基础上,采用IGBT的集电极-发射极饱和压降UCE变化百分比数据作为IGBT失效的监测特征量,然后提出一种基于改进鸟群优化算法的最优尺度高斯过程模型,利用该模型预测出IGBT的总循环使用寿命,最后计算出IGBT的剩余使用寿命。主要包括以下研究内容:首先,介绍了IGBT的基本机构及工作特性,阐述了IGBT的老化失效机理及失效模式,通过对IGBT几个主要的失效特征量及失效标准进行了对比分析以后,选用UCE增大到初始值的5%作为IGBT失效的判别依据,为预测IGBT的剩余寿命提供了理论依据。其次,介绍了采用加速老化试验来获取三种不同型号的UCE变化百分比时间序列数据,在此基础上使用小波降噪的方法对原始数据进行预处理,并对小波降噪处理结果进行评价。再次,介绍了对处理后的非平稳时间序列UCE变化百分比数据进行相空间重构,并在高斯过程模型的基础上,引入小波理论中用不同尺度表示的方法,建立了最优尺度高斯过程（OSGP）模型,基于改进的鸟群优化算法来寻找OSGP模型所需的最优尺度和尺度函数。与原有的鸟群算法相比,改进后的鸟群优化算法在全局搜索能力、稳定性和收敛速度方面都得到了提高。最后,利用建立的IBSA-OSGP模型来分别预测三种不同型号IGBT的剩余寿命,并将预测结果和SVM、ELM、GP以及MGP四种模型的预测结果进行对比,发现IBSA-OSGP模型预测结果的均方根误差是五种模型当中最小的,剩余寿命的预测值和实际值相差比较小,预测效果基本不受训练样本数量大小的影响,预测结果的置信区间也最小,说明IBSA-OSGP模型在预测精度、稳定性、适应性以及可信度等方面都明显优于其余四种对比模型,可以实现对IGBT剩余寿命的有效预测。