交互式地从测量或模拟数据中提取、可视化和排序特征,用于机器诊断和预后
这诊断特征设计师App允许您使用多功能图形界面完成预测性维护工作流程的功能设计部分。您以交互的方式设计和比较功能,然后确定哪些功能最适合区分来自正常系统和故障系统的数据。最有效的功能最终成为您的故障诊断和预后的条件指示器。
使用这个应用程序,你可以:
从引用应用程序外部文件的单个文件、集成文件或集成数据存储导入测量或模拟数据。
交互式可视化数据,以绘制您导入或在应用程序中计算的集成变量。在绘图中通过条件标签分组数据,以便您可以清楚地看到成员数据来自名义或错误的系统。
派生新的变量,例如时间同步平均信号或订单光谱。该应用程序在具有一个命令的所有集合成员上执行处理。
从变量中生成特性,并使用直方图可视化它们的有效性。特征包括信号统计,非线性度量,旋转机械度量,和光谱度量。
使用带有标记的功能,有条件的排名,这样就可以决定哪些是最有可能的名义和故障行为区别对待。
使用预后与运行到出现故障的数据中提取,这样就可以决定哪些是最有可能表明剩余使用寿命(RUL)功能的排名。
直接导出您最有效的功能分类学习者以更深入地了解特征有效性和算法训练。
为您选择的特性生成代码,以便您可以在MATLAB中重新生成、自定义和自动化特性计算®功能。
要开始使用该应用程序,您必须在MATLAB工作空间中有来自您的系统的数据。有关组织数据导入应用程序的信息,请参见组织诊断功能设计师的系统数据.
MATLAB TOOLSTRIP:在应用程序标签,下面控制系统设计与分析,单击应用程序图标。
MATLAB命令提示符:输入diagnosticFeatureDesigner
.
导入数据
-从MATLAB工作空间导入数据集到应用程序进口单会员数据集
|进口三月合奏
导入时在MATLAB工作区源数据由用于每个机器部件的单个工作空间可变的单部件的数据集。
该应用程序显示了MATLAB工作空间中所有数据集的可选列表。选择与您的集合成员对应的数据集。导入完成后,应用程序将数据集合并到一个单独的集成中。要了解更多信息,请使用帮助按钮进口对话框。
当源数据被组合到一个集合数据集(其中包含所有成员的数据)时,导入一个多成员集成。这个集合数据集可以是以下任意一个:
含有合奏表桌子
数组或矩阵。表行表示单个成员。
包含表或矩阵的单元阵列。单元格数组行表示单个成员。
一个集成数据存储对象,它包含与存储在应用程序外部的文件交互所需的信息。使用集成数据存储对象,特别是当你有太多的数据无法放入应用程序内存时。
该应用程序显示一个菜单,允许您从MATLAB工作空间选择一个数据集或集成数据存储对象。选择与您的集成相对应的项。导入完成后,应用程序使用导入的项初始化其内部集成。要了解更多信息,请使用帮助按钮进口对话框。
选择导入方法中的任何一个时,应用程序选择基于格式显示的变量,而不是内容。因此,候选数据集列表都是类似于这两种方法的。该应用程序基于您选择的导入方法上的数据集的解释。
有关导入对话框的更多信息,请参见:
有关条款涉及到的数据合奏的更多信息,请参阅更多关于.
有关组织您的进口数据的更多信息,请参阅组织诊断功能设计师的系统数据.
计算选择
—选择数据处理模式、并行计算和应用内集成选项为如何指定首选项诊断特征设计师执行计算和应用程序存储结果的位置。计算选择打开接受这些首选项的对话框。有些选项只在特定条件下可见:
数据处理方式- 全信号或基于帧。始终可用
结果返回地点-将结果写入原始文件夹或本地数据集。仅在导入集成数据存储对象时可用。
使用并行计算—并行处理集合成员。仅在安装了并行计算工具箱™时可用。
有关更多信息,请参阅计算选择.
光谱特性
—计算频域特性频谱特性提供数据的频域度量。要计算谱特征,必须已经有功率谱或阶谱变量。选择光谱特性为您的规范打开一个对话框。有关更多信息,请参阅光谱特性.
等级特性
- 等级功能打开功能排名选项卡,您可以对所选择的功能表进行分类和预测排名。有关更多信息,请参阅排名功能选项卡.
出口
-导出功能和数据或生成MATLAB代码导出功能到MATLAB工作区
|向分类学习者输出特征
|导出数据集到MATLAB工作区
|特征生成函数
|生成函数…
导出特性,或您的整个数据集,以使用它们或在应用程序之外共享它们。生成代码,在MATLAB函数中再现您的特性计算。
对于特性导出,两个选项打开一个无排名的可选列表进行选择。当您导出到MATLAB工作区时,您可以使用命令行技术来使用这些特性。导出到分类学习者,你打开一个分类学习者使用您选择的特性作为输入的会话。
如果您有您的排名功能和希望从排名列表,使用选择功能,以出口出口从配备排名选项卡。
对于代码生成,第一个选项,特征生成函数
,可以生成一个简单的一套规范的功能表,排名算法和功能数量MATLAB代码。当你想生成仅仅根据排名特征代码使用此选项,或当你想为您的所有功能生成代码。
第二代码生成选项,生成函数…
,允许您自定义要包含在功能中的项目选择。例如,您可以根据输入或输出文本等条件筛选您的选择。您可以包括未在您选择的特征中使用的信号和频谱。选择生成函数…
打开您生成的所有信号、特性和排名表的可选列表。生成函数…
也可以打开代码生成选项卡,它为列表提供过滤功能。使用筛选器只查看满足筛选条件的项目。您可以使用不同的过滤器来选择您想要的输出。若要查看所有选择,而不考虑过滤器,请单击排序选择.此选项将列出所有可用的输出,其中包含您在顶部选择的项。有关更多信息,请参阅代码生成选项卡.
如果您已经指定了基于框架的数据(参见计算选择),点击生成函数…
首先打开一个列表,其中包含您所使用的框架规范的选择。您生成的代码中的项目必须要么全部操作全信号,要么全部使用相同的帧规范。
有关如何在应用程序中生成代码的更多信息,请参见自动特征提取使用生成的MATLAB代码和生成诊断功能设计一个功能的MATLAB.
有关的更多信息出口选项,请参阅:
淘洗沙金的人
- 控制打印比例和x轴范围使用淘洗沙金的人到焦点上的x轴的范围所指定和改变打印比例数据段。这淘洗沙金的人在主图下方提供条带绘图。要专注于主图的一部分,请移动句柄。要更改绘图的比例,请选择其中一个选项规模.
集合视图的偏好
- 组数据和配置查看首选项集团
|配置视图
用集合视图的偏好要控制如何将数据视为Ensemble:
集团
—根据条件变量标签分组数据。该应用程序使用颜色为每个组合成员的标签组。例如,如果条件变量是的faultcode
有标签健康的
和退化
,该应用程序使用一种颜色的数据健康的
数据和另一种颜色的数据退化
标签。
配置视图
—指定显示集合成员的数量,是否显示成员之间的变化。选择此选项将为您的规范打开一个对话框。有关更多信息,请参阅集合视图的偏好.
信号组,组变量
- 绘制多个变量一起在独立的地块或在一个情节指定如何将多个变量绘制在一起。
选择创建垂直显示的单独图形,每个图形都有一个独特的y轴缩放。
清除以创建一个单一的plot,覆盖所有的轨迹并使用单一的y轴比例。
显示信号信息
突出显示变量成员名和条件标签在信号或频谱图中,通过将光标定位在成员跟踪上突出显示单个成员。选择显示信号信息在右下角显示突出显示的变量成员和该成员的条件标签。
数据游标
- 两个点之间显示的x和点的y值,距离选择数据游标显示信号中关键点的值。数据游标是水平和垂直的条形图,您可以将其放置在某个感兴趣的点上,比如一个峰值。游标显示x和y位置。若要显示游标之间的距离,请选择显示信号信息.要锁定杆,让他们一起移动,选择一个锁间距选项。
选择功能
-选择要绘制的特征点击选择功能打开可选择的要绘图的特性列表。用选择功能,例如,当您已经生成了许多特性,但您希望关注单个情节面板中的一个子集时。
集团
- 选择条件变量的分组数据选择条件变量到基本功能直方图。该特征直方图使用颜色来可视化数据组的分离,为该条件变量具有不同的标签。
例子:的faultcode
斌设置
—指定直方图分辨率汽车
(默认)|数字| bin方法名指定直方图分辨率,如您选择的驱动本宽度那本方法那数量的垃圾箱,本限制.bin设置适用于特征表的所有直方图
bin设置不是独立的。该算法使用一个优先顺序来决定使用什么:
这装箱方法是仓宽的默认驱动程序。
一种本宽度规格覆盖分级方法。
仓宽与仓宽无关本限制驱动仓数目。一种数量的垃圾箱的值时,规格才有作用集团是没有一个
.
有关解释和自定义直方图的更多信息,请参见生成和自定义特征直方图.
分类排行
—选择要应用的分类排行算法学习任务
|单向方差分析
|中华民国
|……选择一种分类排序技术来评估每个特征如何有效地分离带有不同条件标签的数据。如果你已经对你的功能进行了排名,你可以使用不同的技术再次排名,并将结果显示在一起。每种技术使用不同的统计方法。
之间的两个类和多类排名方法的菜单分开来。
两类方法——当条件变量(CV)只有两个标签时使用,例如健康的
和错误
.两个类方法的默认值是学习任务
.
多键方法 - 当您的条件变量有两个以上的标签时使用,例如健康的
那faultCode1
,faultCode2
.多类方法的默认值是单向方差分析
两类条件变量的默认排序技术,学习任务
,是最简单的技术,因为它只使用两个标记基团的平均值,而不使用它们的分布。学习任务
主要用于识别丢弃的无效特征。
该表列出了特定标准对排名方法选择的影响。
标准 | 排序法 |
---|---|
条件变量类型 |
|
功能评分标准 |
|
分布的形状 |
|
期望的方法的基础上 |
|
选择一个技术激活一个名称与排名技术匹配的新标签。有关此技术激活选项卡的更多信息,请参见排名技术选项卡.
有关排名方法的详细信息,请参阅:
单向方差分析,anova1
秩和检验 -kruskalwallis
ROC -perfcurve
Wilcoxon -Ranksum.
t检验,TTEST2.
预后排名
- 选择要应用的预后排名算法单调性
|Trendability
|Prognosability
选择一种预测排序技术,以评估当您拥有从运行到故障的数据时,每个特性如何有效地跟踪集成成员的退化。排名靠前的特性最擅长预测剩余的可用寿命(RUL)。
该应用程序提供了三种预测排名技术,所有这些技术都在0到1的范围内打分。一种技术,单调性
,总是可用的。另外两种技巧,Trendability
和Prognosability
,仅在使用基于帧的数据时可用。基于帧的数据中的较小数据段允许跟踪通过劣化引起的较小变化。
单调性描述了当系统走向失败时某个特性的趋势。当系统逐渐接近故障时,合适的条件指标具有单调的正或负的趋势。有关更多信息,请参阅单调性
.
Trendability提供了在多个运行至故障实验测得的特征的轨迹之间相似性的量度。候选条件指示器的Trendability被定义为测量值之间的最小绝对相关。有关更多信息,请参阅trendability
.
Prognosability是相对于其初始值与最终值之间的范围的故障变化的衡量标准。相对于其初始值与最终值之间的范围,更具预告功能的变化较小。有关更多信息,请参阅prognosability
.
选择一个技术激活一个名称与排名技术匹配的新标签。有关此技术激活选项卡的更多信息,请参见排名技术选项卡.
在应用程序中使用预测排名的示例,参见执行预后功能使用诊断功能设计排名的降低系统.
排名
—指定使用分类排序算法的条件变量选择为要使用的分类排序算法提供标签的条件变量。
排序方式
-指定排序技术,当显示结果从多个技术当您比较不同排序方法的结果时,指定排序技术。当你使用单一排名技术时,应用程序会按照重要性显示结果,就像该技术的排名分数所表明的那样。当您比较多个方法的结果时,请更改排序方式更改驱动排序顺序的技术。
删除成绩
—不显示排名分数指定此参数可消除特定技术的排名分数。例如,当您比较多个排名的结果时,您希望通过消除不影响特性选择的排名来简化显示,请使用此参数。
出口
- 出口从应用程序或功能的MATLAB生成代码重现您的特性计算在一个命令行功能导出功能的MATLAB工作区
|向分类学习者输出特征
|特征生成函数
|生成函数…
导出功能使用它们或外部共享的应用程式。这两个选项打开一个排名排序可选列表中选择。当您导出到MATLAB工作区时,您可以使用命令行技术来使用这些特性。当您导出到分类学习者,你打开一个分类学习者使用您选择的特性作为输入的会话。
如果你想从应用程序中导出整个数据集,请使用出口从功能设计选项卡。
您还可以生成再现变量和您选择的功能计算的代码。有关更多信息,请参阅代码生成选项描述出口部分的功能设计选项卡。当您使用特征生成函数
从配备排名选项卡,排序法中指定的方法默认为排序方式.
相关重要性
—降低冗余特性的排名相关性重要性设置允许您筛选那些向更高级别功能传递类似信息的功能。这种筛选为上层提供了更多样化的功能集。
筛选的标准是特征与更高等级特征的相互关系系数。两个特征之间的高互相关意味着两个特征以相似的方式分离条件组并提供冗余信息。默认值为0时,应用程序不会将功能冗余纳入排名分数。随着相关性重要性值的增加,应用程序也会增加特征相互关系对特征排名分数的影响。这种不断增加的影响会逐渐降低冗余特征的得分。
规范化方案
-应用标准化的成员之间的分类排名极大极小
(默认)|没有一个
|meanvar
|softmax
归一化方案为每个特征执行成员的独立归一化。归一化允许在功能中更直接的比较。该应用程序显示您直接在选择下方选择的方案的定义方程。
此选项仅适用于分类排序技术。
申请
—将参数设置应用到新的排名计算中点击申请使用指定的参数计算排名。这配备排名选项卡以图形方式和表格方式显示结果。此显示还包括默认排名算法的结果,以及您以前计算的任何其他排名技术的结果。
一旦你计算出排名,应用程序就会关闭申请直到你改变了一个参数。您可以在一个选项卡内多次计算排名。每次修改参数并计算排名时,新的结果都会覆盖plot -area选项卡中的先前结果。
关闭
- 关闭选项卡并将控件返回到“功能排序”选项卡在排名技术选项卡中完成排名后,关闭该选项卡将控制权返回给配备排名选项卡。这配备排名而任何排名技术选项卡被激活被禁止。
框架的政策
—特性表名称、帧大小和帧速率全信号
那没有一个
(默认)|特征表名称,帧大小,帧速率此属性是只读的。
帧策略信息反映了您选择的选择导出>为...生成函数在功能设计选项卡。
筛选或排序
-定义标准来细化代码生成选择在为生成的函数选择项时,设置标准以细化选项。所有条件都允许您用字符串覆盖可选选项。字符串匹配不区分大小写。过滤器适用于所有输出项,包括信号、特性和排名表。标准包括:
输出- 出现在输出名称中的字符串,它是为生成的函数选择的变量,功能或排序表的名称
输入- 输入信号从其中输出变量或特征被计算或特征表从该排序表中计算
方法-产生输出项的计算,例如运输安全管理局
或峰度
分析类型- 数据处理,功能处理或特征排名
要重置单个过滤器,请删除内容并单击应用程序中的任何位置。要一次性重置所有过滤器,请单击重置过滤器.
排序选择
—显示所有选中的项目显示所有选定的项目一起。用排序选择特别是当您使用多个过滤器组合来组合您的代码生成选择时。所有的选择都出现在一起。
代码
- 执行函数生成单击生成功能按钮,以完成选择的配置。该应用程序将打开一个函数,其中包含您所选择的所有输出项的计算。
有关在应用程序中生成代码的详细信息,请参阅自动特征提取使用生成的MATLAB代码.