gearConditionMetrics

Стандартные метрики для контроля условия передачи

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 контроля условия передачи gearMetrics использование данных о вибрации в массиве ячеек X. gearConditionMetrics принимает, что каждый элемент камеры в X содержит столбцы синхронных средних (TSA), разностных, регулярных и остаточных сигналов в их соответствующем порядке. Если сигналы находятся не в том же порядке, используйте Name,Value аргументы в виде пар.

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(T) вычисляет метрики контроля условия передачи gearMetrics от набора данных о вибрации T. gearConditionMetrics принимает, что T содержит столбцы TSA, разностные, регулярные и остаточные сигналы в их соответствующем порядке. Если сигналы находятся не в том же порядке, используйте Name,Value аргументы в виде пар.

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(___,Name,Value) позволяет вам задать дополнительные параметры, используя один или несколько аргументы пары "имя-значение".

пример

gearMetrics = gearConditionMetrics(T,sigVar,diffVar,regVar,resVar) вычисляет метрики контроля условия передачи gearMetrics от набора данных о вибрации T. Использование [] или '' чтобы пропустить сигнал в расчете. Например, если набор данных T содержит только TSA и регулярный сигнал, используйте синтаксис следующим образом.

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

пример

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

пример

[gearMetrics,info] = gearConditionMetrics(___) также возвращает структуру info содержащая информацию о таблице или fileEnsembleDatastore переменные объекта, присвоенные различным сигналам.

Примеры

свернуть все

Извлечение метрики мониторинга условия передачи из сигналов вибрации

Открыть Live Script

Рассмотрим ходовую часть с шестью зубчатыми колесами, приводимыми в действие двигателем, который оборудован датчиком вибрации, как показано на рисунке ниже. Шестерня 1 на валу мотора зацепляется с шестерней 2 с передаточным отношением 17:1. Конечное передаточное отношение, то есть отношение между шестернями 1 и 2 и шестернями 3 и 4, составляет 51:1. Шестерня 5, также на валу мотора, зацепляется с шестерней 6 с передаточным отношением 10:1. Двигатель вращается со скоростью 180 об/мин, и частота дискретизации 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 10];

На практике вы бы использовали измеренные данные, такие как сигналы вибрации, полученные с акселерометра. В данном примере сгенерируйте сигнал TSA X, который является моделируемыми данными от датчика вибрации, установленного на двигателе, и затем вычисляет различие, регулярные и остаточные сигналы. Сохраните сигналы в предварительно выделенной 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 является таблицей 10x4, где каждый элемент является массивом ячеек.

Вычислите метрики мониторинга условия передачи 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 передачи изменяются из-за отказа в зубчатом mesh между шестернями 5 и 6. The NA4 значение очень чувствительно к отказу и его распространению, поскольку оно значительно увеличивается в значении для различных наборов данных.

info1 содержит информацию о переменных, которые использовались для вычисления метрик.

Также можно вычислить метрики с помощью следующего 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: ''

Вычисление метрики условия передачи от Ensemble Datastore

Открыть Live Script

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

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

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 передачи с помощью данных в ансамбле datastore.

[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: ''

Таблица выхода содержит 9 строк метрики, где каждая строка соответствует одному набору данных.

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

Входные параметры

свернуть все

`X` - Набор данных о вибрации
массив ячеек из матриц | массив ячеек из расписаний

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

`T` - Набор данных о вибрации
timetable | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | `fileEnsembleDatastore` объект

Набор данных вибрации, заданный как расписание, таблица векторов, таблица таблиц/расписаний или fileEnsembleDatastore объект. Каждый представитель (строка) T содержит сигналы, соответствующие одному времени в исторической записи. Когда T является таблицей, каждый элемент таблицы содержит вектор сигнала или таблицу/расписание с одной числовой переменной столбца. Эти табличные переменные представляют сигналы TSA, различия, регулярные и остаточные.

Когда T является одним расписанием, gearConditionMetrics интерпретирует его как одну камеру того же расписания. Например, рассмотрим одно расписание TT. Область команды gearConditionMetrics(TT) интерпретируется как gearConditionMetrics({T}).

`sigVar` - переменная сигнала TSA
строка | символьный массив

Переменная сигнала TSA, заданная как строковый или символьный массив. sigVar эквивалентно 'SignalVariable'пара "имя-значение".

`diffVar` - Переменная разностного сигнала
строка | символьный массив

Переменная разностного сигнала, заданная как строковый или символьный массив. diffVar эквивалентно 'DifferenceVariable'пара "имя-значение".

`regVar` - Регулярная переменная сигнала
строка | символьный массив

Регулярная переменная сигнала, заданная в виде строки или символьного массива. regVar эквивалентно 'RegularVariable'пара "имя-значение".

`resVar` - Невязка сигнала
строка | символьный массив

Переменная остаточного сигнала, заданная как строковый или символьный массив. resVar эквивалентно 'ResidualVariable'пара "имя-значение".

`sortByValue` - Значение `'SortBy'`
строка

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

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: …,'SortBy','FaultCode'

`'SignalVariable'` - переменная сигнала TSA
первый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

Переменная сигнала TSA, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'SignalVariable'и строковый или символьный массив.

'SignalVariable'должно быть допустимым именем табличной переменной, если набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения ’Var1’,’Var2’,... может использоваться для ссылки на столбцы данных. Если 'SignalVariable'не задан, gearConditionMetrics принимает, что первый столбец данных содержит сигнал TSA.

The RMS, Kurtosis, Crest Factor, и FM0 метрики требуют сигнала TSA для расчета. Если сигнал TSA недоступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

`'DifferenceVariable'` - Переменная разностного сигнала
второй столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

Переменная разностного сигнала, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'DifferenceVariable'и строковый или символьный массив.

'DifferenceVariable'должно быть допустимым именем табличной переменной, если набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения ’Var1’,’Var2’,... может использоваться для ссылки на столбцы данных. Если 'DifferenceVariable'не задан, gearConditionMetrics принимает, что второй столбец данных содержит разностный сигнал.

The FM4, M6A, M8A и Energy Ratio метрики требуют различия для расчета. Если разностный сигнал недоступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

Для получения дополнительной информации о разностных сигналах см. tsadifference.

`'RegularVariable'` - Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

Переменная регулярного сигнала, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'RegularVariable'и строковый или символьный массив.

'RegularVariable'должно быть допустимым именем табличной переменной, если набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения ’Var1’,’Var2’,... может использоваться для ссылки на столбцы данных. Если 'RegularVariable'не задан, gearConditionMetrics принимает, что третий столбец данных содержит регулярный сигнал.

The FM0 и Energy Ratio метрики требуют регулярный сигнал для расчета. Если обычный сигнал недоступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для этих метрик.

Для получения дополнительной информации о регулярных сигналах см. tsaregular.

`'ResidualVariable'` - Невязка сигнала
четвертый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

Переменная остаточного сигнала, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'ResidualVariable'и строковый или символьный массив.

'ResidualVariable'должно быть допустимым именем табличной переменной, если набор данных задан как таблица или расписание. Когда данные заданы как массив ячеек матриц, значения ’Var1’,’Var2’,... может использоваться для ссылки на столбцы данных. Если 'ResidualVariable'не задан, gearConditionMetrics принимает, что четвертый столбец данных содержит остаточный сигнал.

The NA4 metric требует остаточного сигнала для расчета. Если остаточный сигнал недоступен, gearConditionMetrics возвращает NaN для NA4.

Для получения дополнительной информации об остаточных сигналах см. tsaresidual.

`'SortBy'` - Переменная порядка сигнала
'' (по умолчанию) | строка

Переменная упорядоченного расположения сигналов, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'SortBy'и строку. Используйте 'SortBy', чтобы упорядочить истории сигналов в порядке возрастания только тогда, когда входной набор данных T - таблица векторов или таблица таблиц/расписаний. gearConditionMetrics сортирует строки в порядке возрастания относительно 'SortBy'перед вычислением gearMetrics. Значение в указанном столбце таблицы должно быть допустимым входом в 'SortBy. Для получения дополнительной информации см. sort.

Если 'SortBy'не задан или является ли набор данных массивом ячеек или fileEnsembleDatastore, тогда истории сигналов приняты в порядке возрастания, то есть более старые данные в верхней части.

Выходные аргументы

свернуть все

`gearMetrics` - Метрики контроля условия передачи
таблица

Метрики мониторинга условия передачи, возвращенные как таблица, где каждая строка соответствует своему соответствующему представителю в X или T. gearConditionMetrics возвращает следующие метрики мониторинга условий:

Вычисляется из сигнала TSA

Root-Mean Square (RMS) - Указывает общее условие коробки передач на более поздних стадиях деградации. RMS чувствителен к нагрузке коробки передач и изменениям скорости.
Kurtosis - Нормированный момент четвертого порядка сигнала, который указывает основной peaks в амплитудном распределении. Сигнал, состоящий исключительно из Гауссова распределенного шума, имеет приблизительное значение куртоза 3. Kurtosis значения выше для поврежденных зубчатых составов за счет резкого peaks в амплитудном распределении сигнала.
Crest Factor (CF) - Отношение пикового значения сигнала к RMS значение, которое указывает на ранние признаки повреждения, особенно когда сигналы вибрации проявляют импульсные признаки.

Вычисленный из разностного сигнала

FM4 - Описывает, насколько пиковой или плоской является амплитуда разностного сигнала. FM4 нормирован квадратом отклонения и обнаруживает дефекты, изолированные только до конечного числа зубьев в зубчатом mesh.
M6A - Описывает, насколько пиковой или плоской является амплитуда разностного сигнала. M6A нормируется кубом отклонения и указывает на повреждение поверхности вращающихся компонентов машины.
M8A - Улучшенная версия M6A индикатор. M8A нормирована четвертой степенью отклонения.

Вычисляется из смеси сигналов

FM0 - Сравнивает отношение пикового значения сигнала TSA к энергии правильного сигнала. FM0 определяет основные аномалии, такие как поломка зуба или тяжелый износ, в шаблоне сетки передачи.
Energy Ratio (ER) - Отношение между энергией разностного сигнала и энергией регулярной составляющей сетки. Energy Ratio указывает на большой износ, при котором повреждается множество зубьев на шестерне.

Вычисляется из набора остаточных сигналов

NA4 - Улучшенная версия FM4 индикатор. NA4 указывает на начало повреждения и продолжает реагировать на повреждение, когда оно распространяется и увеличивается в величине.

gearConditionMetrics возвращает NaN для метрик, когда их соответствующие сигналы недоступны для расчетов. Для получения дополнительной информации об этих метриках см. «Алгоритмы».

`info` - Информация о назначении сигналов
структура

Информация о назначении сигнала, возвращаемая как структура со следующими полями:

DifferenceVariable - Имя переменного различия
RegularVariable - Имя регулярной переменной
ResidualVariable - Имя остаточной переменной
SignalVariable - имя переменной сигнала TSA
SortBy - Имя переменной порядка сигналов

Алгоритмы

Root Mean Square (RMS)

Среднеквадратичный квадрат (RMS) сигнала TSA вычисляется с помощью rms команда. Для x сигнала TSA, RMS вычисляется как,

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

Здесь N количество выборок данных.

RMS обычно является хорошим показателем общего условия коробок передач, но не хорошим показателем начального отказа зуба. Также полезно обнаруживать несбалансированные вращающиеся элементы. RMS стандартного нормального распределения равняется 1.

Для получения дополнительной информации см. rms.

Kurtosis

Куртоз является мерой того, насколько подвержен выбросам распределение. Куртоз стандартного нормального распределения составляет 3. Распределения, которые более подвержены выбросам, имеют значения куртоза более 3; распределения, которые менее подвержены выбросам, имеют значения куртоза менее 3.

gearConditionMetrics вычисляет значение куртоза сигнала TSA, используя kurtosis команда. Куртоз последовательности определяется как,

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

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

Для получения дополнительной информации см. kurtosis.

Crest Factor (CF)

Crest Factor - отношение положительного пикового значения входного сигнала x к RMS значение. gearConditionMetrics вычисляет крест-коэффициент сигнала TSA, используя peak2rms команда.

Крест-коэффициент последовательности задан как,

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

Здесь P(x) является пиковым значением сигнала TSA.

Крест-коэффициент указывает относительный размер peaks на эффективное значение сигнала. Это хороший показатель повреждения передачи на ее ранних стадиях, где сигналы вибрации проявляют импульсные признаки.

FM4

The FM4 индикатор используется для обнаружения отказов, изолированных только для ограниченного количества зубьев в зубчатом mesh. FM4 определяется как нормированный куртоз сигнала различия [4]. FM4 стандартного нормального распределения 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 различия сигнала d.

M6A

The M6A индикатор предназначен для обнаружения повреждения поверхности компонентов машинного оборудования. M6A использует ту же теорию, что и FM4 metric, но использует шестой момент разностного сигнала, нормированный кубом отклонения. M6A стандартного нормального распределения 15. Следовательно, M6A ожидается, что он будет более чувствительным к peaks в различие сигнале. gearConditionMetrics использует moment команда для вычисления 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 различия сигнала d.

M8A

The M8A индикатор является улучшенной версией M6A. Ожидается, что он будет более чувствительным к peaks в различие сигнале с M6A нормирована четвертой степенью отклонения. M8A стандартного нормального распределения 105. Он 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 полезно при обнаружении основных аномалий в шаблоне направленности передачи. Это происходит путем сравнения максимальной амплитуды пик-пик сигнала TSA с суммой амплитуд частот сетки и их гармоник. gearConditionMetrics использует комбинацию peak2peak и fft команды для вычисления FM0 метрический.

FM0 вычисляется как,

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

где, PP(x) является пиковыми значениями сигнала TSA. A содержит амплитуды частотного диапазона на частотах сетки и их гармоники, которая представляет энергию правильного сигнала.

A определяется как,

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

где, R(t) является обычным сигналом.

Energy Ratio (ER)

Energy Ratio определяется как отношение стандартных отклонений различия и правильных сигналов [1]. Он полезен как индикатор тяжелого равномерного износа, где повреждено несколько зубьев на шестерне.

Energy Ratio вычисляется как,

$ER (x) = \frac{σ (d)}{σ (R)}$

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

NA4

NA4 является улучшенной версией FM4 индикатор [3]. NA4 указывает на начало повреждения и продолжает реагировать на повреждение, когда оно распространяется и увеличивается в величине.

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 нормализация находится на всех наборах данных о вибрации до текущего времени k используя среднее значение рабочее отклонения остаточных сигналов.

Ссылки

[1] Келлер, Джонатан А. и П. Грабилл. «Вибрационный контроль UH-60A основного отказа планетарного носителя трансмиссии». Ежегодный форум-Американское вертолетное общество. Том 59. № 2. American Helicopter Society, Inc, 2003.

[2] Вечер, П., Марсель Крейдль, и Р. Шмид. «Индикаторы состояния систем контроля условия коробки передач». Acta Polytechnica страницы 35-43, 45.6 (2005).

[3] Закрайсек, Джеймс Дж., Деннис П. Таунсенд и Гарри Дж. Декер. «Анализ методов обнаружения отказов передачи, применяемых к данным об усталостном отказе». Технический меморандум 105950. Нет. NASA-E-7470. НАСА, 1993.

[4] Zakrajsek, James J. «Исследование методов предсказания отказа mesh». MS Thesis-Cleveland State University, 1989.

См. также

tsa | tsadifference | tsaregular | tsaresidual

Темы

Индикаторы состояния для контроля условия передачи

Введенный в R2019a

Документация

gearConditionMetrics

Синтаксис

Описание

Примеры

Извлечение метрики мониторинга условия передачи из сигналов вибрации

Вычисление метрики условия передачи от Ensemble Datastore

Входные параметры

`X` - Набор данных о вибрации
массив ячеек из матриц | массив ячеек из расписаний

`T` - Набор данных о вибрации
timetable | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | `fileEnsembleDatastore` объект

`sigVar` - переменная сигнала TSA
строка | символьный массив

`diffVar` - Переменная разностного сигнала
строка | символьный массив

`regVar` - Регулярная переменная сигнала
строка | символьный массив

`resVar` - Невязка сигнала
строка | символьный массив

`sortByValue` - Значение `'SortBy'`
строка

Аргументы в виде пар имя-значение

`'SignalVariable'` - переменная сигнала TSA
первый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'DifferenceVariable'` - Переменная разностного сигнала
второй столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'RegularVariable'` - Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'ResidualVariable'` - Невязка сигнала
четвертый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'SortBy'` - Переменная порядка сигнала
'' (по умолчанию) | строка

Выходные аргументы

`gearMetrics` - Метрики контроля условия передачи
таблица

`info` - Информация о назначении сигналов
структура

Алгоритмы

Ссылки

См. также

Темы

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка

Документация

gearConditionMetrics

Синтаксис

Описание

Примеры

Извлечение метрики мониторинга условия передачи из сигналов вибрации

Вычисление метрики условия передачи от Ensemble Datastore

Входные параметры

X - Набор данных о вибрации массив ячеек из матриц | массив ячеек из расписаний

T - Набор данных о вибрации timetable | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | fileEnsembleDatastore объект

sigVar - переменная сигнала TSA строка | символьный массив

diffVar - Переменная разностного сигнала строка | символьный массив

regVar - Регулярная переменная сигнала строка | символьный массив

resVar - Невязка сигнала строка | символьный массив

sortByValue - Значение 'SortBy' строка

Аргументы в виде пар имя-значение

'SignalVariable' - переменная сигнала TSA первый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

'DifferenceVariable' - Переменная разностного сигнала второй столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

'RegularVariable' - Регулярная переменная сигнала третий столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

'ResidualVariable' - Невязка сигнала четвертый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

'SortBy' - Переменная порядка сигнала '' (по умолчанию) | строка

Выходные аргументы

gearMetrics - Метрики контроля условия передачи таблица

info - Информация о назначении сигналов структура

Алгоритмы

Ссылки

См. также

Темы

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка

`X` - Набор данных о вибрации
массив ячеек из матриц | массив ячеек из расписаний

`T` - Набор данных о вибрации
timetable | таблица векторов | таблица таблиц/расписаний | `fileEnsembleDatastore` объект

`sigVar` - переменная сигнала TSA
строка | символьный массив

`diffVar` - Переменная разностного сигнала
строка | символьный массив

`regVar` - Регулярная переменная сигнала
строка | символьный массив

`resVar` - Невязка сигнала
строка | символьный массив

`sortByValue` - Значение `'SortBy'`
строка

`'SignalVariable'` - переменная сигнала TSA
первый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'DifferenceVariable'` - Переменная разностного сигнала
второй столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'RegularVariable'` - Регулярная переменная сигнала
третий столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'ResidualVariable'` - Невязка сигнала
четвертый столбец данных (по умолчанию) | строка | символьный массив

`'SortBy'` - Переменная порядка сигнала
'' (по умолчанию) | строка

`gearMetrics` - Метрики контроля условия передачи
таблица

`info` - Информация о назначении сигналов
структура