Функции сигнала

Функции сигнала обеспечивают общие статистические метрики на основе сигнала, которые могут применяться к любому виду сигнала, включая синхронизированный по времени средний (TSA) сигнал вибрации. Изменения в этих функциях могут указывать на изменения в состоянии работоспособности вашей системы. Diagnostic Feature Designer содержит набор опций функции.

Базовая статистика

Базовая статистика включает среднее, стандартное отклонение, среднее корневое квадрат (RMS) и масштабный фактор. Можно ожидать, что вся эта статистика изменится, когда ухудшающаяся сигнатура отказа вторгается в номинальный сигнал.

Shape factor - RMS, разделенная на среднее значение абсолютного значения. Масштабный фактор зависит от формы сигнала, будучи независимым от размерностей сигнала.

$x_{S F} = \frac{x_{r m s}}{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} | x_{i} |}$

Статистика высшего порядка

Статистика более высокого порядка обеспечивает понимание поведения системы через четвертый момент (куртоз) и третий момент (перекос) сигнала вибрации.

Kurtosis - Длина хвостов распределения сигнала, или, что эквивалентно, как более подвержен сигналу. Развивающиеся разломы могут увеличить количество выбросов, а потому увеличить значение метрики куртоза. Куртоз имеет значение 3 для нормального распределения. Для получения дополнительной информации см. kurtosis.

$x_{k u r t} = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{4}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{2}]}^{2}}$
- Excess Kurtosis - Значение Куртоза сдвинуто на 3 так, чтобы значение функции было 0 для нормального распределения.
- Bias-corrected - Исправление систематического смещения, которое происходит, когда выборка представляет большое население. Для сигналов ансамбля это представление применяется при принятии или использовании измерений сигнала для одного фрагмента рабочего интервала, который представляют измерения. Например, если вы отслеживаете состояние телеметрии оборудования в течение одного часа в неделю, в то время как машина работает постоянно, различие между одним часом и одной неделей накладывает смещение на оценку куртоза.
  Коррекция смещения наиболее эффективна при нормальных распределениях. Рассмотрите использование коррекции смещения, особенно когда вы используете сегментированные, а не непрерывные данные.
  Для получения дополнительной информации см. kurtosis
Skewness - асимметрия распределения сигнала. Отказы могут повлиять на симметрию распределения и, следовательно, увеличить уровень перекоса.

$x_{s k e w} = \frac{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{3}}{{[\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {(x_{i} - \bar{x})}^{2}]}^{3 / 2}}$
- Bias-corrected - Исправление систематического смещения, которое происходит, когда выборка представляет большое население. Для сигналов ансамбля это представление применяется при принятии или использовании измерений сигнала для одного фрагмента рабочего интервала, который представляют измерения. Например, если вы отслеживаете состояние телеметрии оборудования в течение одного часа в неделю, в то время как машина работает постоянно, различие между одним часом и одной неделей накладывает смещение на оценку перекоса.
  Коррекция смещения наиболее эффективна при нормальных распределениях. Рассмотрите использование коррекции смещения, особенно когда вы используете сегментированные данные (системы координат).
Для получения дополнительной информации см. skewness.

Импульсные метрики

Импульсные метрики являются свойствами, связанными с peaks сигнала.
- Peak value - Максимальное абсолютное значение сигнала. Используется для вычисления других импульсных метрик.
  
  $x_{p} = \max_{i} | x_{i} |$
- Impulse Factor - Сравните высоту пика со средним уровнем сигнала.
  
  $x_{I F} = \frac{x_{p}}{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} | x_{i} |}$
- Crest Factor - Пиковое значение, разделенное на RMS. Дефекты часто впервые проявляются в изменениях пикности сигнала, прежде чем они проявляются в энергии, представленной средним квадратичным значением корня сигнала. Крест-фактор может обеспечить раннее предупреждение о дефектах, когда они впервые развиваются. Для получения дополнительной информации см. peak2rms.
  
  $x_{c r e s t} = \frac{x_{p}}{\sqrt{\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{2}}}$
- Clearance Factor - Пиковое значение, разделенное на квадратное среднее значение квадратных корней абсолютных амплитуд. Для вращающегося машинного оборудования эта функция является максимальной для исправных подшипников и продолжает уменьшаться для дефектного мяча, дефектного внешнего кольца и дефектного внутреннего кольца соответственно. Коэффициент зазора имеет самую высокую способность разделения для дефектных внутренних поломок обоймы.
  
  $x_{c l e a r} = \frac{x_{p}}{^{(\frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {\sqrt{| x_{i} |)}}^{2}}}$

Метрики обработки сигналов

Метрики обработки сигналов состоят из функций измерения искажений. Деградация системы может вызвать увеличение шума, изменение гармоники относительно основной, или и той, и другой.

Signal-to-Noise Ratio (SNR) - Отношение степени сигнала к степени шума
Total Harmonic Distortion (THD) - Отношение общей гармонической составляющей степени к основной степени
Signal to Noise and Distortion Ratio (SINAD) - Отношение общей степени сигнала к общей степени шума и искажений

Для получения дополнительной информации об этих метриках см. snr, thd, и sinad.

Дополнительная информация

Программа хранит результаты расчетов в новых возможностях. Имена новой возможности включают имя исходного сигнала с суффиксом stats.

Для получения информации о интерпретации гистограмм функций см. «Интерпретация гистограмм функций» в Diagnostic Feature Designer.

Документация