这个例子展示了如何通过在改变故障参数的同时模拟一个机器的Simulink®模型来生成用于预测-维护算法设计的数据集成。万博1manbetx然后,该示例说明了与模拟集成数据存储交互的一些方法。该示例展示了如何从数据存储读取数据到MATLAB®工作空间,处理数据来计算派生变量,并将新变量写回数据存储。
本例中的模型是中描述的齿轮箱模型的简化版本使用Simu万博1manbetxlink生成故障数据.加载Simulin万博1manbetxk模型。
mdl =“TransmissionCasingSimplified”;open_system (mdl)
对于本例,只建模了一种故障模式。齿轮齿面故障被建模为一种扰动齿的错
子系统。扰动的大小由模型变量控制ToothFaultGain
,在那里ToothFaultGain = 0
对应无齿轮齿故障(正常运行)。
要生成故障数据的模拟集成数据存储,可以使用generateSimulationEnsemble
来模拟模型在不同的值ToothFaultGain
,范围从-2到0。这个函数为数组中的每个条目模拟一次模型万博1manbetx仿真软件。SimulationInput
您提供的对象。每个模拟生成集合中的一个独立成员。创建这样一个数组,并使用setVariable
为每次运行指定一个齿错增益值。
toothFaultValues = 2:0.5:0;% 5 ToothFaultGain值为ct = numel(toothFaultValues):-1:1 tmp = 万博1manbetxSimulink.SimulationInput(mdl);tmp = setVariable (tmp,“ToothFaultGain”toothFaultValues (ct));思敏(ct) = tmp;结束
对于本例,模型已经配置为记录某些信号值,振动
和转速计
(见使用信号记录导出信号数据(万博1manbetx模型)).的generateSimulationEnsemble
函数进一步配置模型为:
将记录的数据保存到指定文件夹中的文件中
使用时间表
信号测井格式
存储每个万博1manbetx仿真软件。SimulationInput
对象中的对应日志数据
为生成的数据指定一个位置。对于本例,将数据保存到一个名为数据
在当前文件夹中。如果所有的模拟都没有错误,函数返回真正的
在指示器输出中,状态
.
mkdir数据位置= fullfile (pwd,“数据”);(地位、E) = generateSimulationEnsemble(思敏、位置);
[01-Sep-2021 11:00:27]运行模拟…[01- 9 -2021 11:01:45]已完成5次仿真运行中的4次[01- 9 -2021 11:02:06]已完成5次仿真运行中的5次
状态
状态=逻辑1
在数据
文件夹,检查其中一个文件。每个文件是一个包含以下MATLAB®变量的mat文件:
SimulationInput
- - -万博1manbetx仿真软件。SimulationInput
对象,该对象用于配置模型以生成文件中的数据。您可以使用它来提取有关运行此模拟的条件(如故障或正常)的信息。
logsout
——一个数据集
对象,该对象包含Simulink模型配置为记录的所有数据。万博1manbetx
PMSignalLogName
-包含记录数据的变量的名称(“logsout”
在本例中)。的simulationEnsembleDatastore
命令使用此名称解析文件中的数据。
SimulationMetadata
—生成记录在文件中的数据的仿真的其他信息。
现在您可以使用生成的数据创建模拟集成数据存储。由此产生的simulationEnsembleDatastore
对象指向生成的数据。对象列出了集合中的数据变量,默认情况下,所有变量都被选择用于读取。
合奏= simulationEnsembleDatastore(位置)
ensemble = simulationEnsembleDatastore with properties: DataVariables: [4x1 string] IndependentVariables: [0x0 string] ConditionVariables: [0x0 string] SelectedVariables: [4x1 string] ReadSize: 1 NumMembers: 5 LastMemberRead: [0x0 string] Files: [5x1 string]
合奏。数据变量
ans =4 x1字符串“SimulationInput”“SimulationMetadata”“Tacho”“振动”
合奏。选择edVariables
ans =4 x1字符串“SimulationInput”“SimulationMetadata”“Tacho”“振动”
假设对于您要进行的分析,您只需要振动
数据和万博1manbetx仿真软件。SimulationInput
对象,该对象描述模拟每个成员所处的条件。集合奏。选择edVariables
来指定要读取的变量。的读
命令然后从第一个集成成员中提取这些变量,由软件决定。
合奏。选择edVariables = [“振动”;“SimulationInput”];data1 =阅读(整体)
data1 =1×2表振动SimulationInput _________________ ______________________________ { 580年x1时间表}{1 x1仿真软件。万博1manbetxSimulationInput}
数据。振动
单元格数组是否包含一个时间表
行,存储仿真次数和相应的振动信号。您现在可以根据需要处理这些数据。例如,从表中提取振动数据并绘图。
vibdata1 = data1.Vibration {1};情节(vibdata1.Time vibdata1.Data)标题(“振动-首个合奏成员”)
的LastMemberRead
属性包含最近读取成员的文件名。下次你再打电话来读
在这个集合上,软件向前推进到集合的下一个成员。(见用于状态监测和预测性维护的数据集成为更多的信息。)从集合的下一个成员读取选定的变量。
data2 =阅读(整体)
data2 =1×2表振动SimulationInput _________________ ______________________________ { 592年x1时间表}{1 x1仿真软件。万博1manbetxSimulationInput}
确认data1
和data2
包含来自不同集合成员的数据,检查不同模型参数的值,ToothFaultGain
.对于每个集成,此值存储在变量
场的SimulationInput
变量。
SimInput1 = data1.SimulationInput {1};SimInput1。变量
ans =带有属性的变量:名称:'ToothFaultGain'值:-2 Workspace: 'global-workspace' Description: ""
SimInput2 = data2.SimulationInput {1};SimInput2。变量
ans =带有属性的变量:名称:“ToothFaultGain”值:-1.5000工作区:“global-workspace”描述:“”
这个结果证实了data1
是和谁在一起的ToothFaultGain
= 2,data2
是和谁在一起的ToothFaultGain
= -1.5.
假设你想转换ToothFaultGain
将每个集合成员的值转换为是否存在牙齿故障的二元指示器。进一步假设您从使用系统的经验中知道,齿故障增益值小于0.1的量级足够小,可以认为是正常运行。将您刚刚读取的集成成员的增益值转换为指示器,当-0.1 <增益< 0.1时,该指示器为0(无故障),否则为1(故障)。
sT = (abs(SimInput2.Variables.Value) < 0.1);
要将新的牙齿故障指示器附加到相应的集成数据中,首先展开集成中的数据变量列表。
合奏。数据变量= [ensemble.DataVariables;“ToothFault”];合奏。数据变量
ans =5 x1字符串“SimulationInput”“SimulationMetadata”“Tacho”“Vibration”“ToothFault”
然后,用writeToLastMemberRead
将新变量的值写入集合的最后读取成员。
writeToLastMemberRead(合奏,“ToothFault”、圣);
在实践中,您希望将牙齿故障指示符附加到集合中的每个成员。为此,将集合重置为未读状态,以便下一个读取从第一个集合成员开始。然后,循环所有的集合成员,计算ToothFault
,并将其附加。
重置(套装);圣= false;而Hasdata (ensemble) data = read(ensemble);SimInputVars = data.SimulationInput {1} .Variables;TFGain = SimInputVars.Value;sT = (abs(TFGain) < 0.1);writeToLastMemberRead(合奏,“ToothFault”、圣);结束
最后,将新的牙齿故障指示器作为条件变量在集成系统中。您可以使用这个名称来跟踪和引用集成数据中的变量,这些变量表示生成成员数据的条件。
合奏。ConditionVariables =“ToothFault”;合奏。ConditionVariables
ans = " ToothFault "
现在,每个集合成员都包含原始的未处理数据和一个附加变量,该变量表示收集数据时的故障条件。在实践中,您可能会计算并附加来自原始振动数据的其他值,以确定用于故障检测和诊断的潜在条件指示器。以获取更详细的示例,该示例展示了操作和分析存储在simulationEnsembleDatastore
对象,看到使用Simu万博1manbetxlink生成故障数据.
如果它对您想要进行的处理是有效的或有用的,那么您可以将集成配置为一次从多个成员读取数据。要做到这一点,使用ReadSize
财产。的读
命令使用此属性确定一次读取多少集成成员。例如,将集成配置为一次读取两个成员。
合奏。ReadSize= 2;
改变的值ReadSize
还将集成重置为未读状态。因此,下一个read操作读取前两个集合成员。读
返回一个行数等于的表ReadSize
.
合奏。选择edVariables = [“振动”;“ToothFault”];data3 =阅读(整体)
data3 =2×2表振动ToothFault _________________ __________ { 580年x1时间表}假{592}x1时间表假
的LastMemberRead
属性包含在此操作中读取的所有集成成员的文件名。
合奏。LastMemberRead
ans =2 x1字符串“/ tmp / Bdoc21b_1757077_245075 / tpd52f98df / predmaint-ex54897023 /数据/ TransmissionCasingSimplified_log_1。垫”“/ tmp / Bdoc21b_1757077_245075 / tpd52f98df / predmaint-ex54897023 /数据/ TransmissionCasingSimplified_log_2.mat”
当您将数据追加到具有ReadSize
> 1,您必须写入与您读取的相同数量的合奏成员。因此,例如,当ReadSize
= 2,提供一个两行表writeToLastMemberRead
.
simulationEnsembleDatastore
|generateSimulationEnsemble
|读
|writeToLastMemberRead