主要内容

生成和使用模拟数据集成

本示例展示了如何通过模拟机器的Simulink®模型,同时改变故障参数,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式。该示例演示如何从数据存储读取数据到MATLAB®工作空间,处理数据以计算派生变量,并将新变量写回数据存储。

中描述的齿轮箱模型的简化版本利用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。将齿轮-齿故障建模为系统中的扰动齿轮故障子系统。扰动的大小由模型变量控制ToothFaultGain,在那里ToothFaultGain = 0对应于无齿轮齿故障(正常运行)。

生成模拟数据的集成

要生成故障数据的模拟集成数据存储,可以使用generateSimulationEnsemble对不同值下的模型进行模拟ToothFaultGain,范围从-2到0。的数组中的每个项,此函数模拟一次模型万博1manbetx仿真软件。SimulationInput您提供的对象。每个模拟生成集成的一个独立成员。创建这样一个数组,并使用setVariable为每次运行分配齿故障增益值。

toothFaultValues = -2:0.5:0;% 5牙faultgain值tmp = Simulink.SimulationInput(mdl);万博1manbetxtmp = setVariable(tmp,“ToothFaultGain”toothFaultValues (ct));Simin (ct) = tmp;结束

对于这个例子,模型已经配置为记录某些信号值,振动而且转速计(见使用信号日志导出信号数据(万博1manbetx模型))。的generateSimulationEnsemble函数进一步将模型配置为:

  • 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对象中添加相应的日志数据

为生成的数据指定一个位置。对于本例,将数据保存到名为数据在当前文件夹中。如果所有模拟都完成且没有错误,则函数返回真正的在指标输出中,状态

mkdir数据位置= fullfile(pwd,“数据”);[status,E] = generateSimulationEnsemble(simin,location);
运行模拟…[31-Aug-2022 04:49:26]完成5次模拟运行中的1次[31-Aug-2022 04:49:33]完成5次模拟运行中的4次[31-Aug-2022 04:49:37]完成5次模拟运行中的5次
状态
状态=逻辑1

数据文件夹,检查其中一个文件。每个文件都是一个mat文件,包含以下MATLAB®变量:

  • SimulationInput- - -万博1manbetx仿真软件。SimulationInput对象,该对象用于配置用于生成文件中的数据的模型。您可以使用它来提取有关运行模拟的条件(例如故障或正常)的信息。

  • logsout——一个数据集对象,其中包含Simulink模型配置为记录的所有数据。万博1manbetx

  • PMSignalLogName—包含日志数据的变量的名称(“logsout”在这个例子中)。的simulationEnsembleDatastore命令使用此名称解析文件中的数据。

  • SimulationMetadata-关于生成数据的模拟的其他信息记录在文件中。

现在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。对象列出集成中的数据变量,默认情况下选择所有变量进行读取。

ensemble = simulationEnsembleDatastore(location)
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。SelectedVariables
ans =4 x1字符串SimulationInput SimulationMetadata Tacho振动

从集成成员中读取数据

假设对于您想做的分析,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的条件。集合奏。SelectedVariables来指定要读取的变量。的命令然后从软件确定的第一个集成成员中提取这些变量。

合奏。SelectedVariables = [“振动”“SimulationInput”];Data1 = read(集合)
data1 =1×2表振动SimulationInput  _________________ ______________________________ { 589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。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制它。

vibdata1 = data1.振动{1};情节(vibdata1.Time vibdata1.Data)标题(“振动-乐团第一成员”)

图中包含一个轴对象。标题为“振动-第一集成成员”的axis对象包含一个类型为line的对象。

LastMemberRead属性包含最近读取成员的文件名。下次你打电话的时候在这个集成上,软件将进入集成的下一个成员。(见用于状态监测和预测性维护的数据集成以获取更多信息。)从集合的下一个成员中读取所选变量。

Data2 = read(集合)
data2 =1×2表振动SimulationInput  _________________ ______________________________ { 603年x1时间表}{1 x1仿真软件。万博1manbetxSimulationInput}

为了证实这一点data1而且data2包含来自不同集成成员的数据,检查不同模型参数的值,ToothFaultGain.对于每个集成,此值存储在变量字段SimulationInput变量。

simminput1 = data1.SimulationInput{1};SimInput1。变量
ans =带属性的变量:名称:'ToothFaultGain'值:-2工作空间:'global-workspace'上下文:"描述:""
simminput2 = data2.SimulationInput{1};SimInput2。变量
ans =带属性的变量:名称:'ToothFaultGain'值:-1.5000工作空间:'global-workspace'上下文:"描述:""

这个结果证实了data1是来自合奏组的ToothFaultGain= -2,和data2是来自合奏组的ToothFaultGain= -1.5

将数据追加到集成成员

假设你想转换ToothFaultGain将每个集成成员的值转换为一个二进制指示器,以指示是否存在齿故障。进一步假设,根据您对系统的经验,您知道小于0.1量级的齿故障增益值足够小,可以认为是健康的运行。将您刚刚读取的集成成员的增益值转换为一个指示器,如果是-0.1 <增益< 0.1则为0(无故障),否则为1(故障)。

sT = (abs(simminput2 . 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,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" " teeth fault "

然后,用writeToLastMemberRead将new变量的值写入集合的最后读成员。

writeToLastMemberRead(合奏,“ToothFault”、圣);

批处理来自所有集成成员的数据

在实践中,您希望将牙齿故障指示器附加到集合中的每个成员。为此,将集合重置为未读状态,以便下一次读取从第一个集合成员开始。然后,循环遍历所有集成成员,计算ToothFault为每个成员并附加它。

重置(套装);sT = false;Hasdata (ensemble) data = read(ensemble);simminputvars = data.SimulationInput{1}.Variables;TFGain = simminputvars . 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集合中的一个条件变量。您可以使用此名称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 = "牙齿缺陷"

现在,每个集成成员都包含原始的未处理数据和一个附加变量,该变量指示收集数据时的故障条件。在实践中,您可以计算并附加来自原始振动数据的其他值,以确定可用于故障检测和诊断的潜在条件指标。类中存储的数据的更多操作和分析方法,以获取更详细的示例simulationEnsembleDatastore对象,看到利用Simu万博1manbetxlink生成故障数据

一次读取多个成员

如果它对您想要执行的处理有效或有用,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,请使用ReadSize财产。的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;

更改的值ReadSize还将集合重置为未读状态。因此,下一个读取操作读取前两个集成成员。返回行数为的表ReadSize

合奏。SelectedVariables = [“振动”“ToothFault”];Data3 = read(集合)
data3 =2×2表振动ToothFault  _________________ __________ { 589年x1时间表}假{603}x1时间表假

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 / Bdoc22b_2054784_2420937 / tp7e1079c3 / predmaint-ex54897023 /数据/ TransmissionCasingSimplified_log_1。垫”“/ tmp / Bdoc22b_2054784_2420937 / tp7e1079c3 / predmaint-ex54897023 /数据/ TransmissionCasingSimplified_log_2.mat”

将数据追加到集成数据存储时ReadSize> 1,你必须写与你读的相同数量的集合成员。例如,当ReadSize= 2,提供一个两行表writeToLastMemberRead

另请参阅

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