【導(dǎo)讀】未定義書簽。未定義書簽。未定義書簽。

　　

【正文】 的能量譜 圖表 5在移除低電源頻率成分后繪制的 AZ時間 (以秒為單位 )圖 圖表 6一個典型的測試顯示三個自動定義的步驟 :第一步 鉆進(jìn) (綠色顯示 )。第二步 鉆頭鉆削與移動 (紅色顯示 )。第三步 反應(yīng) (藍(lán)色顯示 ) 圖表 7加工區(qū)域的 y方向典型信號的多樣性 圖表 8能量譜 ,X軸上的頻率在 [0 fs/2] 圖表 9平均頻率 圖表 10所有測試 AE信號的可視化 圖表 11所有測試 X方向?qū)拵盘柕目梢暬? 圖表 12所有測試 X方向平均頻率信號的可視化 圖表 13用模板信號去進(jìn)行信號鑒定 1 執(zhí) 行概要 引言 由牛津信號分析機(jī)構(gòu)組織進(jìn)行的這次調(diào)查的目的是檢驗(yàn)和判定其技術(shù)在分析從典型機(jī)械加工中得到的數(shù)據(jù)時的適用性能。這則關(guān)于牛津信號分析機(jī)構(gòu)在關(guān)于掌控典型加工中的技術(shù)的評估報告已經(jīng)被呈交給了 RousRoyce. 由牛津信號分析機(jī)構(gòu)組織進(jìn)行的分析僅限于固定的時間標(biāo)度。一個簡單加工整套令人質(zhì)疑的數(shù)據(jù)（就像由 RousRoyce和亞深工業(yè)大學(xué)提供的一樣），沒有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)知識，也沒有系統(tǒng)崩潰的征兆。 引用的技術(shù) OBS引用了一系列只在有限的時間間隔里給定的分析技術(shù)。 1可視化 ,以及聚類分析 這種權(quán)威的方法允許通過一系列的測試構(gòu)建出系統(tǒng)狀態(tài)（即提煉所有現(xiàn)有數(shù)據(jù)類型）的演變。在這些測試過程中，這種方法在這些資料中能夠觀察到的主要方面提供了幾個截然不同的運(yùn)作模式。然后相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)作的實(shí)際改變也將由一些權(quán)威專家提出。 聚類分析能夠綜合考慮系統(tǒng)的特性習(xí)慣，自動從這些系統(tǒng)事件中識別出異常事件。 2信號再現(xiàn) 每一次實(shí)驗(yàn)將一個個單獨(dú)的點(diǎn)的形成描述在圖表中，允許實(shí)驗(yàn)點(diǎn)之間存在一定的誤差，超出誤差范圍的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)就可以很容易的識別出來。在正常的一系列實(shí)驗(yàn)點(diǎn)圖表中，異常實(shí)驗(yàn)點(diǎn)將被高亮顯示出來。 分析已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)的各 種特性，并依據(jù)這些特性建立數(shù)學(xué)模型，該方法證明：根據(jù)這些行為的特性，加工失敗的預(yù)警系統(tǒng)可以自動檢測加工狀態(tài)，判斷是否報警，并高亮提醒重要事件。 3– 模板分析 模板分析發(fā)可以進(jìn)行逐點(diǎn)瞬時采樣分析，這種方法適合于在線分析。它是用一種完整的方法去進(jìn)行信號分析。這種方法也針對正常的系統(tǒng)特性建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)果證明該觀察運(yùn)用的是原始方法。 4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測分析 這種分析方法同樣的有利于在線分析，它用一種自動的系統(tǒng)特性預(yù)測器（一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器），在這里先鑒定出的事件將被驗(yàn)證，同時更深一步的鑒別出一些重要事件。 結(jié)論概述 引用的各種分析方法可以獨(dú)立鑒別出加工失敗的早期警報。在加工過程中的一些重要的事件與后來由系統(tǒng)專家證實(shí)的事件是息息相關(guān)的。發(fā)現(xiàn)檢測裝置中的變化，一段時間的系統(tǒng)穩(wěn)定性（這里測試彼此都相似）就呈現(xiàn)出來。 這則報告將被用作更深一步相關(guān)研究的基礎(chǔ)，該研究是關(guān)于在系統(tǒng)運(yùn)作過程中與實(shí)際情況有悖的事件。該報告是由亞琛工業(yè)大學(xué)發(fā)表的。 觀察資料，報告 基于以上有限的研究， OBC有信息使得它的技術(shù)運(yùn)用于以下典型加工的條件控制過程中： 與正常運(yùn)作比較 ,事實(shí)說明系統(tǒng)信號的自動檢測是由可能的； 它將提供系統(tǒng)故障的早 期報警，這將使得有足夠的時間采取措施以避免加工失敗的產(chǎn)生。 已提供的快速拓寬分析可能是用這個調(diào)查得考慮到的技術(shù)取分析。 從系統(tǒng)專家到 OBS工程師，他們專業(yè)知識的涉入對未來工具的開發(fā)是至關(guān)重要的，在這個“盲目”的分析法表示 OBS的數(shù)據(jù)模型分析技術(shù)是適合加工過程掌控的同時，專業(yè)知識和 OBS模型分析技術(shù)的結(jié)合可以提供最佳診斷程序和預(yù)診斷分析。 2 緒論 牛津信號分析機(jī)構(gòu) 這則報告是由 RollRoyce提供的說明的是由牛津信號分析機(jī)構(gòu)關(guān) 加工過程數(shù)據(jù)的原始分析，它與亞琛工業(yè)大學(xué)的分析是相通的。牛津信號分 析機(jī)構(gòu)是一家世界級的信號分析供應(yīng)者，數(shù)據(jù)融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他先進(jìn)信號加工技術(shù)以及許多技術(shù)在其“快速”技術(shù)名下，這項(xiàng)技術(shù)不僅提供壽命和質(zhì)量保證，而且還提供機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程的掌控方法。 “快速”技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)的掌控中，它是通過用上線或下線工具獲得，可用于各方面，如作為一種調(diào)查工具，一個測試臨床系統(tǒng)，一種支持地面工作的工具，一種水上監(jiān)控系統(tǒng)和一種快速管理工具。 很多被 OBS使用的技術(shù)可以被看做是信號檢測方法，這種方法比傳統(tǒng)的分類技術(shù)由明顯的優(yōu)勢，那就是在加工過程中它不易向系統(tǒng)提供錯誤的信號，相反，它提供一 種可以自動鑒定的的關(guān)于條件狀況的足夠詳盡的數(shù)學(xué)模型。有關(guān)這些偏差的起因被發(fā)現(xiàn)使得信號檢測可能被轉(zhuǎn)換成了程序診斷，但是鑒別先前不可視的異常電的能力還是有所欠缺的。 3 引用國外的參考文獻(xiàn) 在未編號的文獻(xiàn)中可以獲得提供更深一步信號的關(guān)于數(shù)據(jù)庫的必備資料。 4 詞匯 AUT亞琛工業(yè)大學(xué) GMM高斯混合模型 MIP復(fù)合層識別 OBS牛津信號分析機(jī)構(gòu) 5 數(shù)據(jù)描述 以下各節(jié)提供了由可視觀察所獲得的一個簡明的概述。 數(shù)據(jù)類型 所提供的數(shù)據(jù)是通過一系列的測試記錄出來的， 每個測試包含者一個相同的程序，在這些測試中，自動鉆頭用一個固定的速度鉆削一金屬板，用相同的進(jìn)給量加工孔。 以下數(shù)據(jù)線是在每次測試中記錄的每個樣品都是在 20KHZ下取出的。 AX圓板加工在 X方向的加速度 AY圓板加工在 Y方向的加速度 AZ圓板加工在 Z方向的加速度 AERMS原聲，以 50400HZ播放 SP給鉆軸提供的電源 這個調(diào)查中的測試是用三種型號的鉆同（由相同的產(chǎn)品性能），如下表 1所示 表 1測試的試驗(yàn)參數(shù) 鉆頭編號 測試編號 鉆頭轉(zhuǎn)速 進(jìn)給量 1 [12] 1700RPM 80 mm/min 2 [3127] 1700RPM 80 mm/min 3 [130194] 1700RPM 120mm/min 注意到測試 16， 54， 128， 129沒有被介紹，因此只分析了 190次測試，這 190次測試列于下表 2 表 2在這則報告中針對每次測試所使用的代號 測試代號 實(shí)際測試編號 [115] [115] [1652] [1753] [53125] [55127] [126190] [130194] 試驗(yàn)狀況簡介 正常試驗(yàn) 亞琛工業(yè)大學(xué)表示試驗(yàn) 10到 110被 稱為正常加工。 AE發(fā)射器的安置 亞琛工業(yè)大學(xué)注意到原聲發(fā)射器位置的改變要選測試 77，也同時被調(diào)整以便其先于接下來的測試，從 AE數(shù)據(jù)到可以看出 AE方式一直持續(xù)到測試 84之后，所以： AE被認(rèn)為不適合測試 176只記錄“白噪聲”（整個頻段內(nèi)的噪聲） AE被認(rèn)為是可以被用于測試 77到 83，但可能不太正常 裝置的位置時刻在改變，從而導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)方式的多樣化。 AE被認(rèn)為可用于測試 94到 190，裝置的位置在這些測試中保持不變。 所以，當(dāng) AE被應(yīng)用是，測試的范圍應(yīng)從 10到 110縮減到 84到 110. 測試描述 一個典型測試的數(shù)據(jù)記錄如下圖所示，這次測試大約持續(xù)了 51秒。 這一節(jié)用這個測試去說明一個典型的加工，就像亞琛工業(yè)大學(xué)所說的。 當(dāng)鉆軸電力供應(yīng)發(fā)生一個短暫的插入時，鉆頭的供電和斷電將會在開始和結(jié)尾時，被觀察到。 在 12秒到 17秒之間，如表 1所示，鉆頭以同一進(jìn)給量向靜態(tài)磁盤移動，在這一階段。 SP裝置相應(yīng)的發(fā)生作用， AE值接近為 0，在 X,Y,Z方向的振幅加速度也非常的小。 在 t=27秒時，鉆頭與靜態(tài)磁盤接觸開始鉆學(xué)金屬，這一步對應(yīng)著 SP的一步改變，一直持續(xù)到 t=38秒。在這一階段， AE頻率持續(xù)增加， X和 Z方向的加速度隨著鉆削加工的進(jìn)行而增加，以此同時， y方向的加速度基本上保持為 0（在整個測試中 y方向加速度基本為 0） 在 t=38秒時，鉆頭通過靜態(tài)磁盤的后邊緣， SP的值一直增加，直到 t=44秒時。在這一階段， AE也相應(yīng)達(dá)到很高的值。然而 X和 Z方向的振幅加速度卻相應(yīng)的減少。 在 t=44秒時，鉆頭方向相反，從靜態(tài)磁盤撤回來，直到 t=46秒時， SP和 AE的值快速增加，在 t=44秒時， AX和 AZ的值出現(xiàn)瞬變，與此同時振幅持續(xù)波動下降，直到 t=46秒時，鉆頭已經(jīng)完全從磁盤撤回來，鉆削單位一直撤回到試驗(yàn)結(jié)束。 SP的值在 這階段下降（可由斷電瞬間看到）此時三個方向加速度以及 AE值都接近于0. 6 預(yù)處理 移除開始 /終止瞬態(tài)數(shù)據(jù) 假設(shè)正常和不正常的系統(tǒng)行為都能從鉆削加工過程中的數(shù)據(jù)資料尋跡到 .在分析之前 ,每次測試都被縮短 ,僅留下在開始和終止之間的數(shù)據(jù) ,這表現(xiàn)在 SP 值的瞬變中 .比如說 ,在圖 1中所示 ,相應(yīng)的保留了 [1350]測試 . 移除電源干擾信號 50HZ 的電源干擾信號在每個渠道里都會出現(xiàn) .在分析之前 ,必須在 [4951]測試中的頻率段使用過濾器來進(jìn)行移除 . 頻率轉(zhuǎn)換 每個測試的數(shù)據(jù)被分在由 4096 個點(diǎn)組成的窗口中 ,一個包含 4096 個點(diǎn)的傅立葉變化在每個窗口中發(fā)生 ,用于 X,Y,Z加速度渠道 ,這種 1秒接近 5次的數(shù)據(jù)變化 ,同 ” 快速 ” 系統(tǒng)中的空間分析相似 ,提供了足夠的解決方法去鑒定象征系統(tǒng)異常的以頻率為基礎(chǔ)的事件 . 對于在這調(diào)查中的分析 , x,y,z方向所有的光譜成分 , 都發(fā)生在 f頻率以下那些能量低于 pf的將被丟棄。通過在每個 4096 點(diǎn)的光譜窗戶上進(jìn)行倒置的傅立葉轉(zhuǎn)變可以重構(gòu)實(shí)踐領(lǐng)域信號。 圖 2 表示的是在移除電源干擾信號之后測試 19z方向的光譜能量內(nèi)容 從 0～ 21秒 , 每個傅立葉變化都是在 0～ fs/2頻率段范圍內(nèi)變化的。 這個測試的頻率是典型的，它適合所有的測試；多數(shù)的重要光譜的峰巔是集中的在鉆削加工過程中的 (在這個測試中是在 14 和 21 秒之間 )當(dāng)在金屬板上鉆削時 , 能量集中的在越來越高的頻率 , 當(dāng)鉆頭經(jīng)過磁盤片的時候。通常達(dá)成最高的頻率 (在這里 , 大約 仟赫與最高在 仟赫 ) 圖 3 表示的是一些相同的測試，這些測試它們的能量小于 除了。這就保存了能量較高的關(guān)譜而低能量的光譜則被出去。 圖 4 和圖 5 表示的是在測試 19中對應(yīng)的在 x方向的時間 系列數(shù)據(jù) 。 在低能量頻率成份的移動之后 , 那寫時間 系列數(shù)據(jù)只在那些重要 力量波動是時才被觀察到 , 這些作為本次調(diào)查中使用的那些方法取鑒別系統(tǒng)異常的基礎(chǔ)。 圖表 2在移除 50HZ電源干擾信號后測試 19的能量光譜圖上邊區(qū)域顯示的是每一個光譜的三維空間 .底部區(qū)域顯示的是相同的信息 ,都是表示隨著由黑色到紅色顏色的增加信號的能量也在增加 . 圖表 3在移除所有低于最低能量的光譜成分后 ,所得的測試 19的能量譜 圖表 4在移除低電源頻率成分前繪制的 AZ時間 (以秒為單位 )圖 圖表 5在移除低電源頻率成分后繪制的 AZ時間 (以秒為單位 )圖 7 分析方法 1可視化分析 這一節(jié)描述的是適合機(jī)械加工過程的四種方法的第一種。 構(gòu)建二維數(shù)據(jù) 通過利用大量被測變量介紹結(jié)果資料 的可視化 。 許多溫度、壓力、等等就形成了一個系統(tǒng)狀態(tài)的高維特性，但是一個運(yùn)作加工不足以解釋這個特性 中等規(guī)模的允許系統(tǒng)可視化這種系統(tǒng)具有大空間的特性，而且它能把數(shù)據(jù)映射到小空間的數(shù)據(jù)組（典型的有兩個，用于視覺檢查）。它嘗試著保存大空間數(shù)據(jù)之間的空間距離。放在大空間里的數(shù)據(jù)可以被放在 2維空間里原先就被分開放的數(shù)據(jù)在處 理結(jié)束后仍然被分開放。 為了達(dá)到可視化的目的，從 k維到 2維空間該處理用的是非線性功能。在該調(diào)查中， k的值是 5： [AX,AY,AZ,AE,SP],他們都是高維樣本向量。 從 5維到 2維的非線性映射需要在整個測試過程中的樣本數(shù)據(jù)。 為了把大量的可得抽取樣品減為用于構(gòu)建的適量的數(shù)據(jù)，一個數(shù)據(jù)組的摘要是必須的。每一次測試都用一些原型 5維向量去分析概括，運(yùn)用 5種不同的運(yùn)算法則（這里面大量的數(shù)據(jù)都是由少量的一些向量原型所代替）。在整個測試過程中，非線性映射都是用 5維原型向量完成的。 自動機(jī)械測試分割 為了使運(yùn) 用可視化分析取進(jìn)行 5維測試把鉆削過程分為三步是很方便的，這就相當(dāng)于是 。 通過 sp渠道，一種啟發(fā)式運(yùn)算法則被用于將自動分割技術(shù)分成三塊，就像圖6描述的一樣， (表演低途徑過濾 SP 的版本重疊在那之上最初的信號當(dāng)做一紅色的線 ) 該三步識別分別如下 : 第一步 : 鉆削的起始時期差不多能量不變 (或些微地減退 ) ； 第二步 : 在鉆頭通過磁盤并不斷移動的時期，此時能量做大； 第三步 : 縮進(jìn)時的能量穩(wěn)定時期。 注意，這一個分割只是三步中確認(rèn)和抵銷操作時的一種鑒定方式每個那三 描述州 , 圖解式的展覽的目的將在下一節(jié)描述。