Характеристики сигнала

Признаки сигнала обеспечивают общие основанные на сигнале статистические метрики, которые могут быть применены к любому виду сигнала, включая сигнал вибрации, синхронизированный по времени (TSA). Изменения в этих функциях могут указывать на изменение состояния системы. Diagnostic Feature Designer предоставляет набор опций функций.

Базовая статистика

Базовые статистические данные включают среднее, стандартное отклонение, средний квадрат корня (RMS), и формируют фактор. Можно ожидать, что все эти статистические данные изменятся по мере того, как ухудшающаяся сигнатура отказа попадет в номинальный сигнал.

Коэффициент формы - среднеквадратичное значение, деленное на среднее абсолютное значение. Коэффициент формы зависит от формы сигнала и не зависит от размеров сигнала.

$_{} \frac{_{}}{\frac{}{}_{}^{}_{} xSF=xrms1N\sumi=1N'xi|}$

Статистика высшего порядка

Статистика более высокого порядка дает представление о поведении системы через четвертый момент (куртоз) и третий момент (перекос) сигнала вибрации.

Куртоз (Kurtosis) - длина хвостов распределения сигнала, или, что эквивалентно, насколько велика склонность сигнала. Развивающиеся неисправности могут увеличить число отклонений, а значит, и значение метрики куртоза. Куртоз имеет значение 3 для нормального распределения. Дополнительные сведения см. в разделе kurtosis.

$_{} \frac{\frac{}{}_{}^{xkurt=1N∑i=1N} {(_{} xi \bar{}}^{x)}}{{\frac{}{}_{}^{} {_{} \overset{}{4[1N∑i=1N} (}^{} xi}^{}}$ − x) 2] 2
- Избыточное значение Куртоза - Куртоза смещено на 3, так что значение признака равно 0 для нормального распределения.
- Коррекция смещения - правильное систематическое смещение, которое возникает, когда выборка представляет большую популяцию. Для ансамблевых сигналов это представление применяется при выполнении или использовании измерений сигнала для одной части рабочего интервала, который представляют измерения. Например, если вы отслеживаете состояние телеметрии оборудования в течение одного часа в неделю, в то время как оборудование работает непрерывно, разница между одним часом и одной неделей накладывает смещение на оценку куртоза.
  Коррекция смещения наиболее эффективна при нормальных распределениях. Рекомендуется использовать коррекцию смещения, особенно при использовании сегментированных, а не непрерывных данных.
  Дополнительные сведения см. в разделе kurtosis
Асимметрия распределения сигнала. Неисправности могут повлиять на симметрию распределения и, следовательно, повысить уровень перекоса.

$_{} \frac{\frac{}{}_{}^{xskew=1N∑i=1N} {(_{} xi \bar{}}^{x)}}{{\frac{}{}_{}^{} {_{} \overset{}{3[1N∑i=1N} (}^{} xi}^{-}}$ x) 2] 3/2
- Коррекция смещения - правильное систематическое смещение, которое возникает, когда выборка представляет большую популяцию. Для ансамблевых сигналов это представление применяется при выполнении или использовании измерений сигнала для одной части рабочего интервала, который представляют измерения. Например, если вы отслеживаете состояние телеметрии оборудования в течение одного часа в неделю, в то время как оборудование работает непрерывно, разница между одним часом и одной неделей накладывает смещение на оценку перекоса.
  Коррекция смещения наиболее эффективна при нормальных распределениях. Рекомендуется использовать коррекцию смещения, особенно при использовании сегментированных данных (кадров).
Дополнительные сведения см. в разделе skewness.

Импульсные метрики

Импульсные метрики - это свойства, связанные с пиками сигнала.
- Пиковое значение - максимальное абсолютное значение сигнала. Используется для вычисления других импульсных метрик.
  
  $_{xp} \underset{}{=}_{}$ maxi 'xi |
- Коэффициент импульса - сравните высоту пика со средним уровнем сигнала.
  
  $_{} \frac{_{}}{\frac{}{}_{}^{}_{} xIF=xp1N\sumi=1N'xi|}$
- Коэффициент гребня - пиковое значение, деленное на среднеквадратичное значение. Дефекты часто сначала проявляются в изменениях пиковости сигнала, прежде чем они проявляются в энергии, представленной среднеквадратичным значением корня сигнала. Фактор гребня может обеспечить раннее предупреждение о неисправностях при их первом развитии. Дополнительные сведения см. в разделе peak2rms.
  
  $_{} \frac{_{}}{\sqrt{\frac{}{}_{}^{}_{}^{xcrest=xp1N∑i=1Nxi2}}}$
- Коэффициент зазора - пиковое значение, деленное на квадрат среднего значения квадратных корней абсолютных амплитуд. Для вращающегося оборудования эта особенность является максимальной для здоровых подшипников и продолжает уменьшаться для дефектного шарика, дефектного внешнего кольца и дефектного внутреннего кольца соответственно. Коэффициент зазора имеет наибольшую способность к разделению при дефектных повреждениях внутреннего кольца.
  
  $_{xclear} \frac{=_{}}{^{\frac{xp}{} (_{}^{} {\sqrt{_{}}}^{}}}$ 1N∑i=1N'xi|) 2

Метрики обработки сигналов

Метрики обработки сигнала состоят из функций измерения искажений. Деградация системы может вызвать увеличение шума, изменение гармоники относительно основной или и то и другое.

Отношение сигнал/шум (SNR) - отношение мощности сигнала к мощности шума
Полное гармоническое искажение (THD) - отношение суммарной гармонической составляющей мощности к основной мощности
Отношение сигнал/шум и искажение (SINAD) - отношение суммарной мощности сигнала к суммарной мощности шум-плюс искажение

Дополнительные сведения об этих метриках см. в разделе snr, thd, и sinad.

Дополнительная информация

Программа сохраняет результаты вычислений в новых элементах. Новые имена функций включают имя исходного сигнала с суффиксом stats.

Сведения о интерпретации гистограмм функций см. в разделе Интерпретация гистограмм функций в конструкторе диагностических функций.

Документация