Импорт и визуализация данных ансамбля в Diagnostic Feature Designer

Шаг 1 из 3 в Идентифицируйте индикаторы состояния для проекта алгоритма прогнозирующего обслуживания

Diagnostic Feature Designer является приложением, которое позволяет разрабатывать функции и оценивать потенциальные индикаторы состояния с помощью многофункционального графического интерфейса.

Приложение работает с ансамблями данных. ensemble является сбором наборов данных, созданным путем измерения или симуляции системы при меняющихся условиях. Отдельный набор данных, представляющий одну систему при одном наборе условий, является member. Diagnostic Feature Designer обрабатывает всех представителей ансамбля при выполнении одной операции.

В этом примере показано, как импортировать данные в Diagnostic Feature Designer и визуализировать импортированные данные.

Нагрузка на Данные модели

Этот пример использует данные, сгенерированные из модели трансмиссии в Using Simulink для генерации данных о отказе. Выходы модели включают:

Измерения вибрации от датчика, контролирующего вибрации корпуса
Данные с тахометра, который выдает импульс каждый раз, когда вал завершает вращение
Коды отказа, указывающие на наличие смоделированного отказа

Загрузите данные. Данные являются таблицей, содержащей переменные, регистрируемые во время нескольких симуляций модели при меняющихся условиях. Из журналов модели трансмиссии были извлечены шестнадцать представителей для формирования ансамбля. Четыре из этих представителей представляют нормальные данные, а остальные 12 представители показывают меняющиеся уровни дрейфа датчика.

load dfd_Tutorial dataTable

Просмотрите эту таблицу в MATLAB^® командное окно.

dataTable =

  16×3 table

        Vibration               Tacho           faultCode
    __________________    __________________    _________

    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        0    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        0    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        0    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        0    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1    
    [6000×1 timetable]    [6000×1 timetable]        1

Таблица содержит 16 строк, каждая из которых представляет один представитель. Каждый столбец имеет имя переменной. Переменные данных Vibration и Tacho каждый из них представлен расписанием, и все расписания имеют одинаковую длину. Третья переменная, faultCode, - переменная условия. faultCode имеет значение 0 для здоровья и 1 для деградированных.

Откройте Diagnostic Feature Designer

Чтобы открыть Diagnostic Feature Designer, введите следующее в командном окне:

diagnosticFeatureDesigner

Импорт данных

Импортируйте набор данных, который вы ранее загрузили в рабочее рабочее пространство MATLAB. Чтобы инициировать процесс импорта, на вкладке Feature Designer, нажмите New Session.

The New Session button is the leftmost item in the Feature Designer tab.

Откроется диалоговое окно New Session. Из списка Source Choose Variable на панели Select more variables выберите dataTable.

The Source Choose variable list shows one entry, "dataTable".

На Source variables панели диалогового окна теперь отображаются переменные внутри dataTable. По умолчанию приложение первоначально выбирает все исходные переменные для импорта.

New session dialog. Source selection of "dataTable" is on the left. Source variables are in the middle. Source variable properties is empty.

Приложение извлекло имена переменных из ваших представителей таблиц и встроенных расписаний. Значок рядом с Vibration и Tacho имена переменных указывают, что приложение интерпретирует переменные как основанные на времени сигналы, которые содержат каждая Time и Data переменные. Можно проверить эту интерпретацию на панели Summary внизу, где отображается имя переменной, тип и независимая переменная для каждой переменной исходного уровня.

Третья переменная, Sample (Virtual), также появляется в списке, но не выбран и не отображается в Summary. Диалоговое окно импорта всегда включает эту переменную как опцию, позволяющую вам генерировать виртуальные независимые переменные в приложении. Потому что Vibration и Tacho оба содержат эту невыбранную переменную, поля выбора содержат заливку, а не галочку.

Просмотр свойств Vibration путем выбора Vibration строка.

The "Vibration" row is selected in the source variables on the left. The properties of "Vibration" and a table containing its first 10 values are on the right.

На Source variable properties панели отображаются Vibration имя переменной и тип Signal. Для VibrationSignal является единственной Variable type опцией, потому что данные о вибрации упакованы в расписание. Свойства исходной переменной также отображают предпросмотр Vibration данные.

Теперь исследуйте тип переменной faultCode. Значок рядом с faultCode, который иллюстрирует гистограмму, представляет функция. Функции и переменные условия могут быть представлены скалярами, и приложение не может различать эти два, если переменная условия не является категориальной. Чтобы изменить тип переменной, нажмите на faultCode чтобы открыть его свойства и, в Variable type, изменить Feature на Condition Variable.

The "faultCode" row is selected in on the left. The Variable type list on the right contains Feature, Condition Variable, and Independent Variable

Значок для faultCode теперь иллюстрирует метку, которая представляет переменную условия.

"faultCode" now has an icon that looks like a paper tag.

Подтвердите спецификацию ансамбля в Summary и нажмите Import.

Summary window shows the ensemble name on the top left. The table below contains rows for Vibration, Tacho, and faultCode. Each row contains columns for Variable Name, Variable Type, and Independent Variable.

Ваши импортированные сигналы теперь находятся в области Signals & Spectra, а ваш импортированный ансамбль Ensemble1 находится в области Datasets.

Код цвета рядом с сигналом представляет этот сигнал на графиках. Значок слева от сигнала указывает тип переменной, которая для импортированных вами переменных Signal.

The data browser shows Vibration/Data and Tacho/Data with legend lines of different colors.

Отобразите информацию о наборе данных, выбрав его имя в области Datasets.

The Datasets area displays the number of members in the dataset, the signals, the features, and the condition variables.

Визуализация данных

После того, как вы загрузите свои сигналы, постройте их и посмотрите все ваши представители ансамбля вместе. Чтобы просмотреть сигнал вибрации, в панели Signals & Spectra выберите Vibration/Data. Выбор сигнальной переменной включает опцию Signal Trace в галерее графиков. Нажмите Signal Trace.

The Signal Trace Icon is the rightmost icon in this portion of the feature designer tab.

Область графического изображения отображает график трассировки сигнала всех 16 представителей. Когда вы перемещаете курсор над данными, индикатор в правом нижнем углу идентифицирует представитель, на котором находится курсор. Второй индикатор обеспечивает значение кода отказа для этого представителя.

Взаимодействуйте с графиком трассировки с помощью стандартных инструментов гРАФИКА MATLAB, таких как масштабирование и панорамирование. Доступ к этим инструментам осуществляется путем указания на верхнюю часть правое ребро графика. Можно также использовать специализированные опции на вкладке Signal Trace, которые появляются при выборе Signal Trace графика.

Исследуйте свои данные, используя опции трассировки сигнала

Исследуйте данные на графике, используя опции на вкладке Signal Trace.

The plot on the right shows multiple signals of the same color. Data cursors intersect two major peaks of one of the members. Information about the member is in the lower right corner.

Измерьте расстояние между peaks для одного из представителей с высоким peaks.

Изменение масштаба вторых кластеров с пиками. В полосе панорамирования переместите правый указатель примерно на 8. Затем переместите окно панорамы так, чтобы левый указатель находился на отметке 4. Теперь у вас есть второй набор пиков в окне.
Пауза на первом высоком пике и отметьте номер представителя. Второй высокий пик является продолжением трассировки того же представителя.
Нажмите Data Cursors и выберите Vertical Cursor. Поместите левый курсор на первый высокий пик и правый - на второй пик для этого представителя. В правом нижнем углу графика отображается разделение dX.
Выберите Lock Horizontal Spacing. Сдвиньте пару курсоров вправо на один пик для того же представителя. Обратите внимание, что правый курсор теперь выровнен по пику третьего представителя.
Восстановите полное окно путем перемещения указателей назад на ребра панорамы.

Показать, какие представители соответствуют друг другу faultCode значения при помощи расцветки. Выберите Ensemble View Preferences > Group by "faultCode".

The Ensemble View Preferences menu contains "Group by faultCode" and "Configure View".]

Результат трассировки сигнала показывает вам, что весь самый высокий peaks вибрации связаны с данными из неисправных систем. Однако не все неисправные системы имеют более высокий peaks.

The plot of the signals now contains two colors, one for members with faultCode = 1, and one for members with faultCode = 0.

Сохраните данные сеанса. Эти данные необходимы для запуска примера Обработка данных и Исследование функций в Diagnostic Feature Designer.

The Save Session icon is the third icon from the left in the Feature Designer tab.

Следующие шаги

Следующим шагом является изучение различных способов характеристики ваших данных с помощью функций. Пример «Обработка данных и исследование функций в Diagnostic Feature Designer» поможет вам в процессе исследования функций.

См. также

Diagnostic Feature Designer

Документация