gearConditionMetrics

Стандартные метрики для мониторинга состояния механизма

свернуть все на странице

Синтаксис

gearMetrics = gearConditionMetrics(X)

gearMetrics = gearConditionMetrics(T)

gearMetrics = gearConditionMetrics(___,Name,Value)

gearMetrics = gearConditionMetrics(T,sigVar,diffVar,regVar,resVar)

gearMetrics = gearConditionMetrics(___,'SortBy',sortByValue)

[gearMetrics,info] = gearConditionMetrics(___)

Описание

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(X) возвращает метрики мониторинга состояния механизма gearMetrics с помощью данных о вибрации в массиве ячеек X. gearConditionMetrics принимает, что каждый элемент ячеек в X содержит столбцы синхронного временем усредненного (TSA), различия, регулярных, и остаточных сигналов, в их соответствующем порядке. Если сигналы не находятся в том же порядке, то используйте аргументы пары Name,Value.

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(T) вычисляет метрики мониторинга состояния механизма gearMetrics из набора данных T вибрации. gearConditionMetrics принимает, что T содержит столбцы TSA, различия, регулярных, и остаточных сигналов, в их соответствующем порядке. Если сигналы не находятся в том же порядке, то используйте аргументы пары Name,Value.

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(___,Name,Value) позволяет вам задавать дополнительные параметры с помощью одного или нескольких аргументов пары "имя-значение".

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(T,sigVar,diffVar,regVar,resVar) вычисляет метрики мониторинга состояния механизма gearMetrics из набора данных T вибрации. Используйте [] или '', чтобы пропустить сигнал в вычислении. Например, если набор данных, T содержит только TSA и регулярный сигнал, используют синтаксис следующим образом.

gearMetrics = gearConditionMetrics(T,sigVar,[],regVar,[])

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(___,'SortBy',sortByValue) позволяет вам задавать хронологический порядок историй сигнала с помощью sortByValue. NA4 зависит от хронологического порядка данных о вибрации, поскольку gearConditionMetrics использует предыдущие наборы данных до текущего индекса, чтобы вычислить метрику.

пример

[gearMetrics,info] = gearConditionMetrics(___) также возвращает структуру info, содержащий информацию о таблице или переменных объекта fileEnsembleDatastore, присвоенных различным сигналам.

Примеры

свернуть все

Извлеките метрики мониторинга состояния механизма от сигналов вибрации

Скрипт Open Live Script

Считайте ходовую часть с шестью механизмами управляемой двигателем, который оснащен датчиком вибрации, как изображено в фигуре ниже. Механизм 1 на вале двигателя сцепляется с механизмом 2 с передаточным отношением 17:1. Итоговое передаточное отношение, то есть, отношение между механизмами 1 и 2 и механизмами 3 и 4, 51:1. Механизм 5, также на вале двигателя, сцепляется с механизмом 6 с передаточным отношением 10:1. Двигатель вращается на уровне 180 об/мин, и уровень выборки датчика вибрации составляет 50 кГц.

Создайте набор данных.

rpm = 180;                                          
fs = 50e3;                                          
t = (0:1/fs:(1/3)-1/fs)'; % sample times
orderList = [17 51];                                
f = rpm/60*[1 orderList 6];

На практике вы использовали бы результаты измерений, такие как сигналы вибрации, полученные из акселерометра. В данном примере сгенерируйте сигнал TSA X, который является моделируемыми данными из датчика вибрации, смонтированного на двигателе, и затем вычислите различие, регулярные, и остаточные сигналы. Сохраните сигналы в предвыделенной таблице.

T = table('Size',[10 4],'VariableTypes',{'cell','cell','cell','cell'},'VariableNames',{'TSA','Diff','Reg','Res'});
for k = 1:10
    X = sin(2*pi*f(1)*t) + sin(2*pi*2*f(1)*t) + ... % motor shaft rotation and harmonic
    3*sin(2*pi*f(2)*t) + 3*sin(2*pi*2*f(2)*t) + ... % gear mesh vibration and harmonic for gears 1 and 2
    4*sin(2*pi*f(3)*t) + 4*sin(2*pi*2*f(3)*t) + ... % gear mesh vibration and harmonic for gears 3 and 4
    2*(k/6)*sin(2*pi*10*f(1)*t) + randn(size(t))/5;    % gear mesh vibration for gears 5 and 6 and noise
  res = tsaresidual(X, fs, rpm, orderList);
  dif = tsadifference(X, fs, rpm, orderList);
  reg = tsaregular(X, fs, rpm, orderList);
  
  T(k,'TSA') = {X};
  T(k,'Diff') = {dif};
  T(k,'Reg') = {reg};
  T(k,'Res') = {res};
end
T

T=10×4 table
          TSA                 Diff                Reg                 Res       
    ________________    ________________    ________________    ________________

    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]
    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]    [16666x1 double]

T 10x4 таблица, где каждый элемент является массивом ячеек.

Вычислите метрики мониторинга состояния механизма с помощью набора данных в таблице T.

[gearMetrics1,info1] = gearConditionMetrics(T,'SignalVariable','TSA','DifferenceVariable','Diff','RegularVariable','Reg','ResidualVariable','Res')

gearMetrics1=10×9 table
     RMS      Kurtosis    CrestFactor     FM4       M6A       M8A       FM0      EnergyRatio     NA4  
    ______    ________    ___________    ______    ______    ______    ______    ___________    ______

    5.1119      2.074       2.4377       2.4633    9.0009     42.31    1.5499     0.060057      2.4637
    5.1272      2.087       2.4819       1.9331    4.9869    15.634    1.5785      0.10044      4.1973
    5.1526      2.102       2.4744       1.7084    3.6211    8.8635    1.5881      0.14423      5.5871
    5.1877     2.1264       2.5443         1.63    3.1749    6.9296    1.6424      0.18889      6.7318
    5.2385     2.1566       2.5985       1.5861    2.9421    6.0165    1.6937      0.23407      7.6258
    5.2953     2.1879        2.605       1.5604    2.8046    5.4734    1.7211      0.28052      8.3807
     5.365     2.2277       2.6551       1.5423    2.7169    5.1619    1.7761      0.32511      8.8352
    5.4425     2.2574       2.6428       1.5356    2.6796     5.016    1.7945      0.37196      9.3879
    5.5269     2.2891       2.7112       1.5269    2.6344    4.8502    1.8614      0.41819      9.7477
    5.6219     2.3214       2.6979       1.5202    2.6015    4.7342    1.8892      0.46377      10.022

info1 = struct with fields:
    DifferenceVariable: 'Diff'
       RegularVariable: 'Reg'
      ResidualVariable: 'Res'
        SignalVariable: 'TSA'
                SortBy: ''

Заметьте, что метрики механизма изменяются должный дать сбой в mesh механизма между механизмами 5 и 6. Значение NA4 очень чувствительно к отказу и его распространению, когда это значительно увеличивается в значении по различным наборам данных.

info1 содержит информацию о переменных, которые использовались, чтобы вычислить метрики.

Также можно также вычислить метрическое использование после синтаксиса.

[gearMetrics2,info2] = gearConditionMetrics(T,'TSA','Diff','Reg','Res')

gearMetrics2=10×9 table
     RMS      Kurtosis    CrestFactor     FM4       M6A       M8A       FM0      EnergyRatio     NA4  
    ______    ________    ___________    ______    ______    ______    ______    ___________    ______

    5.1119      2.074       2.4377       2.4633    9.0009     42.31    1.5499     0.060057      2.4637
    5.1272      2.087       2.4819       1.9331    4.9869    15.634    1.5785      0.10044      4.1973
    5.1526      2.102       2.4744       1.7084    3.6211    8.8635    1.5881      0.14423      5.5871
    5.1877     2.1264       2.5443         1.63    3.1749    6.9296    1.6424      0.18889      6.7318
    5.2385     2.1566       2.5985       1.5861    2.9421    6.0165    1.6937      0.23407      7.6258
    5.2953     2.1879        2.605       1.5604    2.8046    5.4734    1.7211      0.28052      8.3807
     5.365     2.2277       2.6551       1.5423    2.7169    5.1619    1.7761      0.32511      8.8352
    5.4425     2.2574       2.6428       1.5356    2.6796     5.016    1.7945      0.37196      9.3879
    5.5269     2.2891       2.7112       1.5269    2.6344    4.8502    1.8614      0.41819      9.7477
    5.6219     2.3214       2.6979       1.5202    2.6015    4.7342    1.8892      0.46377      10.022

info2 = struct with fields:
    DifferenceVariable: 'Diff'
       RegularVariable: 'Reg'
      ResidualVariable: 'Res'
        SignalVariable: 'TSA'
                SortBy: ''

Вычислите метрики условия механизма из Datastore ансамбля

Скрипт Open Live Script

Рассмотрите gearData.zip, набор 9 наборов данных, где каждый файл содержит отдельные расписания для TSA, различия, регулярных и остаточных сигналов.

Извлеките сжатые файлы, считайте данные в расписаниях и создайте объект fileEnsembleDatastore с помощью данных о расписании. Для получения дополнительной информации о создании datastore ансамбля файла смотрите gearConditionMetrics.

unzip gearData.zip;
ens = fileEnsembleDatastore(pwd,'.mat');
% Make sure that the function for reading data is on path
addpath(fullfile(matlabroot,'examples','predmaint','main')) 
ens.ReadFcn = @readData;
ens.DataVariables = {'TSA','Diff','Reg','Res'};
ens.SelectedVariables = ens.DataVariables;

Вычислите метрики условия механизма с помощью данных в datastore ансамбля.

[gearMetrics,info] = gearConditionMetrics(ens,'SignalVariable','TSA','DifferenceVariable','Diff','RegularVariable','Reg','ResidualVariable','Res')

gearMetrics=9×9 table
     RMS      Kurtosis    CrestFactor     FM4       M6A       M8A       FM0      EnergyRatio     NA4  
    ______    ________    ___________    ______    ______    ______    ______    ___________    ______

    5.1119     2.0734       2.3417       2.4977    9.3854    45.859    1.4919     0.060189      2.4981
    5.1271      2.086       2.3714       1.9236    4.9222    15.262    1.5155      0.10018      4.1509
    5.1526      2.101       2.3938       1.7199    3.6873    9.1708    1.5398      0.14418      5.6187
    5.1882     2.1247       2.4128       1.6283    3.1667    6.9051    1.5589      0.18951      6.7806
     5.238     2.1572         2.45       1.5816    2.9135    5.8919    1.5994      0.23373      7.5444
    5.2947     2.1888       2.4253       1.5571    2.7877    5.4113    1.5956      0.28007      8.3138
    5.3657      2.226       2.4526       1.5443    2.7251    5.1856    1.6297      0.32562      8.8783
    5.4421     2.2564        2.447       1.5341    2.6718    4.9888    1.6549      0.37177      9.3428
    5.5254     2.2867       2.4349       1.5269    2.6354    4.8572    1.6763      0.41747      9.6986

info = struct with fields:
    DifferenceVariable: 'Diff'
       RegularVariable: 'Reg'
      ResidualVariable: 'Res'
        SignalVariable: 'TSA'
                SortBy: ''

Выходная таблица содержит 9 строк метрик, где каждая строка соответствует одному набору данных.

rmpath(fullfile(matlabroot,'examples','predmaint','main')) % Reset path

Входные параметры

свернуть все

Набор данных `X` — Vibration
массив ячеек матриц | массив ячеек расписаний

Набор данных Vibration, заданный как массив ячеек матриц или расписаний, где каждая ячейка содержит сигналы, соответствующие одному времени в хронологической записи. Каждый элемент ячеек в X содержит столбцы данных о вибрации, представляющих комбинацию TSA, различия, регулярных, и остаточных сигналов.

Набор данных `T` — Vibration
расписание | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | объект `fileEnsembleDatastore`

Набор данных Vibration, заданный как расписание, таблица векторов, таблица таблиц/расписаний или объекта fileEnsembleDatastore. Каждый участник (строка) T содержит сигналы, соответствующие одному времени в хронологической записи. Когда T является таблицей, каждый табличный элемент содержит сигнальный вектор или таблицу/расписание с одной числовой переменной столбца. Табличные переменные представляют TSA, различие, регулярные, и остаточные сигналы.

Когда T является одним расписанием, gearConditionMetrics интерпретирует его как отдельную ячейку того же расписания. Например, считайте одно расписание TT. Команда gearConditionMetrics(TT) интерпретирована как gearConditionMetrics({T}).

`sigVar` — Переменная сигнала TSA
представьте в виде строки | символьный массив

Переменная сигнала TSA, заданная как строка или символьный массив. sigVar эквивалентен паре "имя-значение" 'SignalVariable'.

`diffVar` — Переменная сигнала различия
представьте в виде строки | символьный массив

Переменная сигнала различия, заданная как строка или символьный массив. diffVar эквивалентен паре "имя-значение" 'DifferenceVariable'.

`regVar` — Регулярная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

Регулярная переменная сигнала, заданная как строка или символьный массив. regVar эквивалентен паре "имя-значение" 'RegularVariable'.

`resVar` — Остаточная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

Остаточная переменная сигнала, заданная как строка или символьный массив. resVar эквивалентен паре "имя-значение" 'ResidualVariable'.

`sortByValue` — Значение `'SortBy'`
строка

Значение 'SortBy', заданного как строка. Для получения дополнительной информации см. 'SortBy'.

Аргументы в виде пар имя-значение

Укажите необязательные аргументы в виде пар ""имя, значение"", разделенных запятыми. Имя (Name) — это имя аргумента, а значение (Value) — соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: …,'SortBy','FaultCode'

`'SignalVariable'` — Переменная сигнала TSA
первый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

Переменная сигнала TSA, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'SignalVariable' и строки или символьного массива.

'SignalVariable' должен быть допустимым именем табличной переменной, когда набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения, ’Var1’,’Var2’,... может использоваться, чтобы относиться к столбцам данных. Если 'SignalVariable' не задан, gearConditionMetrics принимает, что столбец First Data содержит сигнал TSA.

RMS, Kurtosis, Crest Factor и метрики FM0 требуют сигнала TSA для вычисления. Если сигнал TSA не доступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

`'DifferenceVariable'` — Переменная сигнала различия
второй столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

Переменная сигнала различия, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'DifferenceVariable' и строки или символьного массива.

'DifferenceVariable' должен быть допустимым именем табличной переменной, когда набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения, ’Var1’,’Var2’,... может использоваться, чтобы относиться к столбцам данных. Если 'DifferenceVariable' не задан, gearConditionMetrics принимает, что второй столбец данных содержит сигнал различия.

FM4, M6A, M8A и метрики Energy Ratio требуют сигнала различия для вычисления. Если сигнал различия не доступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

Для получения дополнительной информации о сигналах различия смотрите tsadifference.

`'RegularVariable'` — Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

Регулярная переменная сигнала, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'RegularVariable' и строки или символьного массива.

'RegularVariable' должен быть допустимым именем табличной переменной, когда набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения, ’Var1’,’Var2’,... может использоваться, чтобы относиться к столбцам данных. Если 'RegularVariable' не задан, gearConditionMetrics принимает, что третий столбец данных содержит регулярный сигнал.

FM0 и метрики Energy Ratio требуют регулярного сигнала для вычисления. Если регулярный сигнал не доступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

Для получения дополнительной информации о регулярных сигналах смотрите tsaregular.

`'ResidualVariable'` — Остаточная переменная сигнала
четвертый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

Остаточная переменная сигнала, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'ResidualVariable' и строки или символьного массива.

'ResidualVariable' должен быть допустимым именем табличной переменной, когда набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения, ’Var1’,’Var2’,... может использоваться, чтобы относиться к столбцам данных. Если 'ResidualVariable' не задан, gearConditionMetrics принимает, что четвертый столбец данных содержит остаточный сигнал.

Метрика NA4 требует остаточного сигнала для вычисления. Если остаточный сигнал не доступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для NA4.

Для получения дополнительной информации об остаточных сигналах смотрите tsaresidual.

`'SortBy'` — Переменная упорядоченного расположения сигнала
'' (значение по умолчанию) | строка

Переменная упорядоченного расположения сигнала, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'SortBy' и строки. Используйте 'SortBy', чтобы заказать истории сигнала в порядке возрастания только, когда входной набор данных T будет таблицей векторов или таблицей таблиц/расписаний. gearConditionMetrics сортирует строки в порядке возрастания относительно 'SortBy' прежде, чем вычислить gearMetrics. Значение в заданном столбце таблицы должно быть допустимым входом к 'SortBy. Для получения дополнительной информации смотрите sort.

Если 'SortBy' не задан или если набор данных является массивом ячеек или fileEnsembleDatastore, то истории сигнала приняты, чтобы быть в порядке возрастания, то есть, более старые данные наверху.

Выходные аргументы

свернуть все

`gearMetrics` — Метрики мониторинга состояния механизма
таблица

Метрики мониторинга состояния механизма, возвращенные как таблица, где каждая строка соответствует своему соответствующему участнику в X или T. gearConditionMetrics возвращает контрольные метрики следующего условия:

Вычисленный из сигнала TSA

Root-Mean Square (RMS) — Указывает на общее условие коробки передач на более поздних этапах ухудшения. RMS чувствителен к загрузке коробки передач и изменениям скорости.
Kurtosis — Четвертый порядок нормировал момент сигнала, который указывает на главный peaks в амплитудном распределении. Сигнал, состоящий исключительно из Гауссова распределенного шума, имеет аппроксимированное значение эксцесса 3. значения Kurtosis выше для поврежденных зубчатых передач из-за резкого peaks в амплитудном распределении сигнала.
Crest Factor (CF) — Отношение пикового значения сигнала к значению RMS, которое указывает на ранние знаки повреждения, особенно где сигналы вибрации показывают импульсивные черты.

Вычисленный из сигнала различия

FM4 — Описывает, как остроконечный или плоский различие сигнализирует, что амплитуда. FM4 нормирован квадратом отклонения и обнаруживает отказы, изолированные только к конечному числу зубов в mesh механизма.
M6A — Описывает, как остроконечный или плоский различие сигнализирует, что амплитуда. M6A нормирован кубом отклонения и указывает на поверхностное повреждение на вращающихся компонентах машины.
M8A — Улучшенная версия индикатора M6A. M8A нормирован четвертой степенью отклонения.

Вычисленный из соединения сигналов

FM0 — Сравнивает отношение пикового значения сигнала TSA к энергии регулярного сигнала. FM0 идентифицирует главные аномалии, такие как перелом зуба или тяжелый износ, в запутывающем шаблоне механизма.
Energy Ratio (ER) — Отношение между энергией различия сигнализирует и энергия регулярного запутывающего компонента. Energy Ratio указывает на тяжелый износ, где несколько зубов на механизме повреждены.

Вычисленный из набора остаточных сигналов

NA4 — Улучшенная версия индикатора FM4. NA4 указывает на начало повреждения и продолжает реагировать на повреждение, когда это распространяется и увеличивается в значении.

gearConditionMetrics возвращает NaN для метрик, когда их соответствующие сигналы не доступны для вычисления. Для получения дополнительной информации об этих метриках, см. Алгоритмы.

`информация` Информация о присвоении сигнала
структура

Информация о присвоении сигнала, возвращенная как структура со следующими полями:

DifferenceVariable — Имя переменной различия
RegularVariable — Регулярное имя переменной
ResidualVariable — Остаточное имя переменной
SignalVariable — Имя переменной сигнала TSA
SortBy — Сигнал заказывая имя переменной

Алгоритмы

Root Mean Square (RMS)

Среднеквадратичное значение (RMS) сигнала TSA вычисляется с помощью команды rms. Поскольку TSA сигнализирует о x, RMS вычисляется как,

$RMS (x) = \sqrt{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{2}} .$

Здесь, N является количеством выборок данных.

RMS обычно является хорошим индикатором полного условия коробок передач, но не хорошим индикатором начинающегося зубного отказа. Также полезно обнаружить несбалансированные вращающиеся элементы. RMS стандартного нормального распределения равняется 1.

Для получения дополнительной информации смотрите rms.

Kurtosis

Эксцесс является мерой того, насколько склонный к выбросу распределение. Эксцесс стандартного нормального распределения равняется 3. Дистрибутивы, которые являются более склонными к выбросу, имеют значения эксцесса, больше, чем 3; дистрибутивы, которые являются менее склонными к выбросу, имеют значения эксцесса меньше чем 3.

gearConditionMetrics вычисляет значение эксцесса сигнала TSA использование команды kurtosis. Эксцесс последовательности задан как,

$Эксцесс (x) = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{4}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{2}]}^{2}} .$

Здесь, $\bar{x}$ среднее значение сигнала TSA x.

Для получения дополнительной информации смотрите kurtosis.

Crest Factor (CF)

Crest Factor является отношением положительного пикового значения входного сигнала x к значению RMS. gearConditionMetrics вычисляет фактор гребня сигнала TSA использование команды peak2rms.

Фактор гребня последовательности задан как,

$CF (x) = \frac{P (x)}{RMS (x)} .$

Здесь, P(x) является пиковым значением сигнала TSA.

Фактор гребня указывает на относительный размер peaks к действующему значению сигнала. Это - хороший индикатор повреждения механизма на его ранних стадиях, где сигналы вибрации показывают импульсивные черты.

FM4

Индикатор FM4 используется, чтобы обнаружить отказы, изолированные только к ограниченному количеству зубов в mesh механизма. FM4 задан как нормированный эксцесс сигнала [4] различия. FM4 стандартного нормального распределения равняется 3.

FM4 вычисляется как,

$FM4 (d) = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{4}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{2}]}^{2}}$

где, $\bar{d}$ среднее значение сигнала различия d.

M6A

Индикатор M6A используется, чтобы обнаружить поверхностное повреждение на компонентах машинного оборудования. M6A использует ту же теорию как метрика FM4, но использует шестой момент сигнала различия, нормированного кубом отклонения. M6A стандартного нормального распределения равняется 15. Следовательно, M6A, как ожидают, будет более чувствителен к peaks в сигнале различия. gearConditionMetrics использует команду moment, чтобы вычислить M6A.

M6A вычисляется как,

$M6A (d) = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{6}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{2}]}^{3}}$

где, $\bar{d}$ среднее значение сигнала различия d.

M8A

Индикатор M8A является улучшенной версией M6A. Это, как ожидают, будет более чувствительно к peaks в сигнале различия, поскольку M6A нормирован четвертой степенью отклонения. M8A стандартного нормального распределения равняется 105. Это вычисляется как,

$M8A (d) = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{8}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(d_{i} - \bar{d})}^{2}]}^{4}} .$

FM0

FM0 полезен в обнаружении главных аномалий в шаблоне сцеплений механизма. Это делает так путем сравнения максимальной амплитуды от пика к пику сигнала TSA к сумме амплитуд запутывающих частот и их гармоник. gearConditionMetrics использует комбинацию peak2peak и команд fft, чтобы вычислить метрику FM0.

FM0 вычисляется как,

$FM0 (x) = \frac{P P (x)}{\sum_{i = 1}^{N} A (i)}$

где, PP(x) является пиком к пиковым значениям сигнала TSA. A содержит амплитуды частотного диапазона на частотах mesh и их гармониках, который представляет энергию регулярного сигнала.

A вычисляется как,

$A = \frac{f f t (R (t))}{N}$

где, R(t) является регулярным сигналом.

Energy Ratio (ER)

Energy Ratio задан как отношение стандартных отклонений различия и регулярных сигналов [1]. Полезно как индикатор тяжелого универсального износа, где несколько зубов на механизме повреждены.

Energy Ratio вычисляется как,

$ER (x) = \frac{σ (d)}{σ (R)}$

где, d и R представляют различие и регулярные сигналы, соответственно.

NA4

NA4 является улучшенной версией индикатора [3] FM4. NA4 указывает на начало повреждения и продолжает реагировать на повреждение, когда это распространяется и увеличивается в значении.

NA4 вычисляется как,

$NA4 (r, k) = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(r_{i k} - {\bar{r}}_{k})}^{4}}{{[\frac{1}{k} \sum_{j = 1}^{k} \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(r_{i j} - {\bar{r}}_{j})}^{2}]}^{2}}$

где нормализацией является через все наборы данных вибрации до текущего времени k с помощью рабочего среднего значения отклонений остаточных сигналов.

Ссылки

[1] Келлер, Джонатан А. и П. Грэбилл. "Контроль вибрации ММ-60A основной передачи планетарный отказ поставщика услуг". Ежегодное Вертолетное Общество американца продолжений Форума. Издание 59. № 2. American Helicopter Society, Inc, 2003.

[2] Večeř, P., Марсель Крейдл и R. Šmíd. "Индикаторы состояния для систем контроля состояния коробки передач". Страницы 35-43, 45.6 Acta Polytechnica (2005).

[3] Zakrajsek, Джеймс Дж., Деннис П. Таунсенд и Гарри Дж. Декер. "Анализ методов обнаружения отказа механизма в применении к делающим ямки данным об отказе усталости". Технический Меморандум 105950. № NASA-E-7470. НАСА, 1993.

[4] Zakrajsek, Джеймс Дж. "Расследование механизма поймал в сети методы прогноза отказа". MS Университет Кливленда тезиса, 1989.

Темы

Индикаторы состояния для мониторинга состояния механизма

Документация

gearConditionMetrics

Синтаксис

Описание

Примеры

Извлеките метрики мониторинга состояния механизма от сигналов вибрации

Вычислите метрики условия механизма из Datastore ансамбля

Входные параметры

Набор данных `X` — Vibration
массив ячеек матриц | массив ячеек расписаний

Набор данных `T` — Vibration
расписание | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | объект `fileEnsembleDatastore`

`sigVar` — Переменная сигнала TSA
представьте в виде строки | символьный массив

`diffVar` — Переменная сигнала различия
представьте в виде строки | символьный массив

`regVar` — Регулярная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

`resVar` — Остаточная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

`sortByValue` — Значение `'SortBy'`
строка

Аргументы в виде пар имя-значение

`'SignalVariable'` — Переменная сигнала TSA
первый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'DifferenceVariable'` — Переменная сигнала различия
второй столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'RegularVariable'` — Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'ResidualVariable'` — Остаточная переменная сигнала
четвертый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'SortBy'` — Переменная упорядоченного расположения сигнала
'' (значение по умолчанию) | строка

Выходные аргументы

`gearMetrics` — Метрики мониторинга состояния механизма
таблица

`информация` Информация о присвоении сигнала
структура

Алгоритмы

Ссылки

Смотрите также

Темы

Введенный в R2019a

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка

Документация

gearConditionMetrics

Синтаксис

Описание

Примеры

Извлеките метрики мониторинга состояния механизма от сигналов вибрации

Вычислите метрики условия механизма из Datastore ансамбля

Входные параметры

Набор данных X — Vibration массив ячеек матриц | массив ячеек расписаний

Набор данных T — Vibration расписание | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | объект fileEnsembleDatastore

sigVar — Переменная сигнала TSA представьте в виде строки | символьный массив

diffVar — Переменная сигнала различия представьте в виде строки | символьный массив

regVar — Регулярная переменная сигнала представьте в виде строки | символьный массив

resVar — Остаточная переменная сигнала представьте в виде строки | символьный массив

sortByValue — Значение 'SortBy' строка

Аргументы в виде пар имя-значение

'SignalVariable' — Переменная сигнала TSA первый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

'DifferenceVariable' — Переменная сигнала различия второй столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

'RegularVariable' — Регулярная переменная сигнала третий столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

'ResidualVariable' — Остаточная переменная сигнала четвертый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

'SortBy' — Переменная упорядоченного расположения сигнала '' (значение по умолчанию) | строка

Выходные аргументы

gearMetrics — Метрики мониторинга состояния механизма таблица

информация Информация о присвоении сигнала структура

Алгоритмы

Ссылки

Смотрите также

Темы

Введенный в R2019a

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка

Набор данных `X` — Vibration
массив ячеек матриц | массив ячеек расписаний

Набор данных `T` — Vibration
расписание | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | объект `fileEnsembleDatastore`

`sigVar` — Переменная сигнала TSA
представьте в виде строки | символьный массив

`diffVar` — Переменная сигнала различия
представьте в виде строки | символьный массив

`regVar` — Регулярная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

`resVar` — Остаточная переменная сигнала
представьте в виде строки | символьный массив

`sortByValue` — Значение `'SortBy'`
строка

`'SignalVariable'` — Переменная сигнала TSA
первый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'DifferenceVariable'` — Переменная сигнала различия
второй столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'RegularVariable'` — Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'ResidualVariable'` — Остаточная переменная сигнала
четвертый столбец данных (значение по умолчанию) | представляет в виде строки | символьный массив

`'SortBy'` — Переменная упорядоченного расположения сигнала
'' (значение по умолчанию) | строка

`gearMetrics` — Метрики мониторинга состояния механизма
таблица

`информация` Информация о присвоении сигнала
структура