Разработка алгоритмов и методов сбора и интеллектуальной обработки сигналов на основе теории идентификационных измерений

Общая концепция теории идентификационных измерений сигналов

Перед тем, как предложить решения для алгоритмов сбора и обработки вибросигналов в нефтегазовой отрасли, обозначим основную концепцию применения ТИИС.

ТИИС - это комплекс интеллектуальных технологий (методов и компьютерных средств) идентификации, распознавания и цифровой обработки сигналов [67, 68]. Использование отдельных достижений ТИИС позволяет положительно решать прикладные задачи, в том числе и в области медицинской и технической диагностики [69, 70]. Содержанием ТИИС являются измерения формы - распределения мгновенных значений и вариабельности - распределения временных интервалов сигнала и его характеристик с обработкой идентификационных параметров в структуре глобальных эталонов с помощью идентификационной шкалы (рисунок 4.1), состоящей из тестеров идентификационных параметров (IdP-тестеры), базы данных (БД) и логического анализатора (ДА).

IdP-тестеры преобразуют массивы входных характеристик сигналов в числа IdP (идентификационные параметры), свойства которых подчиняются принципам масштабной инвариантности, эквивалентности и согласованной упорядоченности.

Встроенная БД содержит значения идентификационных параметров и сортированные имена формы и вариабельности эталонов. В качестве эталонов могут выступать характеристики сигналов определенных состояний объекта или сигналы с известными законами распределений.

Работа ДА построена на выдаче экспертных оценок (количественных и качественных) или рекомендаций по результатам идентификационных измерений исследовательского сигнала и его характеристик, применения методов и алгоритмов сортировки и фильтрации эталонов, сравнении идентификационных параметров сигналов с эталонными значениями.

Структурная схема идентификационной шкалы

Рис. 4.1. Структурная схема идентификационной шкалы

Особенностью идентификационных измерений является возможность идентификации и распознавания распространенных характеристик сигнала и его приращений: временной, спектральной, вероятностной, корреляционной, вейвлетной, а главное, лингвистической.

В соответствии с этим, методика проводимых исследований базируется на основных положениях теории идентификационных измерений.

Общая структурная схема исследований (рисунок 4.2) состоит из считывателя сигналов (СС), идентификационный анализатор сигналов (ИАС), компаратор (К), база данных эталонных сигналов (БДЭС), табличный и иерархический классификаторов (ТК и ИК), а также интерпретатора. С помощью СС в компьютерный прибор вводятся измерительные вибросигналы.

Исследуемые сигналы анализируются двумя каналами: абсолютных и относительных измерений (КАИ и КОИ). Блок ИАС измеряет несколько интегральных идентификационных параметров сигналов, с применением которых возможно построение двумерной табличной классификации (блок ТК) - при выполнении исследований не использовался.

Компаратор и БДЭС служат для измерения отклонений входных сигналов от системы из 17 эталонных сигналов с известными распределениями мгновенных значений: 2mod- двумодальное; asin- арксинусное; bem-1 - Бернулли, левое; bem-r - Бернулли, правое; binom - биномиальное; even - равномерное; ехр-1 - экспоненциальное, левое; ехр-г - экспоненциальное, правое; gamm- гамма; gaus- нормальное; kosh- Коши; lapl - двустороннее экспоненциальное; pois - Пуассона; rele - Рэлея; simp - треугольное; trap - трапецеидальное, распределения.

Структурная схема исследований

Рис. 4.2. Структурная схема исследований

Для оценки суммарных значений отклонений, исследуемые и эталонные сигналы имели одинаковое число отсчетов. В результате анализа автоматически создается таблица средних значений отклонений от всех эталонов. Блок ПК производит сортировку эталонных сигналов по отклонениям для каждого из входных сигналов с тем, чтобы, затем, построить из имен эталонов классификационное дерево.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >