FI120060B - Epävakaan signaalin analysaattori ja epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävä tallennusväline - Google Patents

Description

EPÄVAKAAN SIGNAALIN ANALYSAATTORI JA EPÄVAKAAN SIGNAALIN ANALY

SOINTIOHJELMAN SISÄLTÄVÄ TALLENNUSVÄLINE

5 Keksinnön kohteena on epävakaan signaalin analysaat tori tarkkailtavan kohteen, kuten mekaanisen järjestelmän, prosessin tai vastaavan, tuottaman epävakaan signaalin analysoimiseksi, ja erityisemmin epävakaan signaalin analysaattori hissin tuottaman epävakaan signaalin analysoimiseksi, ja analysointi-10 ohjelman sisältävä tallennusväline tarkkailtavan kohteen tuottaman epävakaan signaalin analysoimiseksi tietokoneella.

Aikaisemmin on esitetty erilaisia diagnoosijärjestel-miä, jotka mittaavat tarkkailtavan kohteen tuottaman signaalin, 15 kuten mekaanisen järjestelmän, prosessin tai vastaavan, mittauslaitteella, analysoivat mitatun signaalin kuvaamat tiedot vian havaitsemiseksi mitattavassa kohteessa, ja jos vika havai- . taan, varoittaa operaattoria tai käyttäjää viasta.

• · · • · · ·...: Yleensä, useimmat näistä tunnetuista diagnoosijärjes- ;'^0 telmistä muuttavat tarkkailtavan kohteen tuottaman signaalin • · · *:**: kuvaaman tiedon spektriksi Fourier -muunnoksella ja tarkkaile- • · vat spektriä tai arvioivat karakteristista mallia järjestelmä- ··· ·.· · tunnistusmenetelmällä tarkkailtavan kohteen antaman ja tuottaman tiedon perusteella. Kuitenkin, on ollut mahdotonta saavut- • · • · · 5 taa mitattua tietoa esittävää spektriä epävakaasta signaalista • « t • · · *. Fourier-muunnoksella kun tarkkailtava kohde on epävakaassa ti- • · • · • ** lassa, missä tarkkailtavan kohteen käyttötila vaihtelee jyrkäs-··· • · *·;·* ti, tai määrittää karakteristista mallia järjestelmätunnistuk-sella.

• ·· • · *•••*30 Aallokeanalyyttinen menetelmä, joka käyttää aalloke- muunnosta (wavelet transform) on herättänyt huomiota menetelmänä havaita vika tarkkailtavassa kohteessa epävakaan signaalin 2 analysoinnilla. Aallokeanalyyttinen menetelmä selitetään jäljempänä.

Tarkkailtavan kohteen tuottaman signaalin x(t) Fourier-muunnosta ilmaisee: 00 s Ρ(]ω) = \x(t)e-JMdt (1) -00

Saman signaalin x(t) aallokemuunnosta ilmaisee: wt(a,b)= ^)*(0 dt 121

iVH v a J

missä φ ( . ) on muunnoksen äitiaallokkeeksi kutsuttu perus-10 funktio. Fourier-muunnos vastaa aallokemuunnosta, missä perusfunktio on φ(υ = e'3*, b = 0 ja a = ω'1, ja perusfunktio on jatkuva ajan funktio menneestä äärettömästä tulevaan äärettömään kuten on esitetty kuvassa 2a. Siten Fourier-muunnoksella saavutettu spektri on yhden muuttujan funktio, toisin sanoen 15 taajuuden, kuten esimerkillä kuvassa 2b on esitetty ja on mahdotonta havaita spektrin aikariippuvuutta, toisin sanoen ominaisuutta mitä osaa tarkkailtavasta tiedosta spektri esittää. Tässä artikkelissa aallokemuunnos käyttää Gaborin funktiota, • · · '···' jota ilmaisee 2„ <*w=e-(',nV" ,3> • · • · · perusfunktiona, joka sijaitsee ajan suhteen kuten on esitetty • · ·.·.· kuvassa 3a. Kuitenkin aallokemuunnoksella saavutettu spektri on • · · : kahden muuttujan funktio, toisin sanoen taajuuden ja ajan.

Signaalin taajuuskomponenttien aikariippuvuus voidaan päätellä 25 kahden muuttujan funktion perusteella, kuten on esimerkillä • · .···. esitetty kuvassa 3b.

• · ** Kuten yllä mainittiin, aallokemuunnos pystyy erittele- ·...* mään tarkkaillun tiedon spektrijakauman joka hetki. Siksi ”**· aallokemuunnosta pidetään tehokkaana keinona tarkkailtavan koh- 30 teen ajan mukaan vaihtelevaa käyttötilaa esittävän epävakaan • · . . signaalin analysoimiseksi.

• · · * * Esimerkiksi julkaisussa JP 8219955 on esitetty diagnos tinen laitteisto moottoroitujen ajoneuvojen osien epänormaalin 3 toiminnan havaitsemiseksi kohteesta mitattujen ääni- tai värähdyssignaalien aallokemuunnoksen ja ennalta asetettujen kynnysarvojen perusteella.

Aallokemuunnokseen perustuvia analysointijärjestelmiä 5 on myös esitetty esim. julkaisussa JP 8095955 ECG-signaalien tai seismisten aaltojen analysoimiseksi, julkaisussa JP 7209068 mekaanisten laitteiden aiheuttaman kohinan havaitsemiseksi äänisignaalien perusteella sekä julkaisussa US 5550788 poraus-laitteiston elementtien käyttäytymisen, kuten rotaatiokiihty-10 vyyden analysointiin.

Nämä tunnetut järjestelmät eivät kuitenkaan käytä hyväksi tietyn tilamuuttujan ja taajuusmuutosten välistä riippuvuutta kohteen diagnoimisessa.

Edellä mainittu tavanomainen diagnoosijärjestelmä 15 ainoastaan kohdistaa tarkkailtavan kohteen tuottaman signaalin aallokemuunnokselle, ja tästä johtuen analyysin tulos ainoastaan ilmaisee taajuusspektrin aikariippuvuuden. Siksi tavanomainen diagnoosijärjestelmä on epätäydellinen analyyttinen tekniikka tarkkailtavan kohteen tilan diagnosoimiseksi.

20 Esimerkiksi on mahdotonta ymmärtää kuinka tavanomaisel la diagnoosijärjestelmällä tehdyn analyysin tulos, kuten on esitetty kuvassa 3b, liittyy tarkkailtavan kohteen tilan muu-·;··· tokseen.

.*·*. Nämä ongelmat mielessä, keksinnön kohteena on tarjota

• · · - _ M

25 epavakaan signaalin analysaattori, joka voi diagnosoida tark- • · . . kailtavan kohteen epävakaata tilaa tarkasti analysoimalla tark- • · · *.* kailtavan kohteen tuottamaa epävakaata signaalia.

• ♦ · *·* * Tämän tavoitteen saavuttamiseksi keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori tarkkailtavan kohteen tuot- • · :.V 30 tämän epävakaan signaalin analysoimiseksi käsittää: aalloke- muunnoksen laskuvälineen aallokespektritiedon tuottamiseksi epävakaan signaalin aallokemuunnoksella; tilanvaihtelufunktion • · ***. säätövälineen tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan muut tumista ajan suhteen kuvaavan tilanvaihtelufunktion säätämi-*:··· 35 seksi; ja aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline aallokespektritiedon • · 4 aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaarisesti tietyn tila-muuttujan koordinaatiksi käyttämällä tilavaihtelufunktion sää-tövälineellä säädetyn tilanvaihtelufunktion käänteisfunktiota.

Keksinnön toisen näkökulman mukainen epävakaan sig-5 naalin analysaattori tarkkailtavana kohteena olevan hissin korin kiihtyvyyttä kuvaavan epävakaan signaalin analysoimiseksi käsittää: aallokemuunnoksen laskuvälineen aallokespektritiedon tuottamiseksi hissin korin mitattua kiihtyvyyttä kuvaavan epävakaan signaalin aallokemuunnoksella; tilanvaihtelufunktion 10 säätövälineen pystysuoraa liikettä tai pystysuoraa nopeutta kuvaavan tilanvaihtelufunktion säätämiseksi korin tilamuuttujaksi ajan kanssa; aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen aallokespektritiedon aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaarisesti pestysuoran paikan tai pystysuoran nopeuden koordinaa-15 tiksi käyttämällä tilanvaihtelufunktion säätövälineellä säädetyn tilanvaihtelufunktion käänteismuunnosta.

Keksinnön ensimmäisen tai toisen näkökulman mukaises- ; sa epävakaan signaalin analysaattorissa aikakoordinaatin epä- • · · ·:··· lineaarinen muunnosväline muuntaa aallokespektritiedon aika-• · · i 20 koordinaatin epälineaarisesti tietyn tilamuuttujan koordinaa-tiksi käyttämällä seuraavaa lauseketta: • · • · · • · · • · • · · / LN ,(f) 1 dt(z) wt(a,b) = J -η=Φ(Λ-l)x(t(z))——dz Λ VH ö dz • · · • · · • · · • · : ’**25 joka kuvaa laajennettua aallokemuunnosta.

• · · • ·

Missä tahansa edellä mainitussa keksinnön mukaisessa epävakaan signaalin analysaattorissa aikakoordinaatin epäline- • · · aarinen muunnosväline jakaa aallokespektritiedon tietolohkoihin ajan suhteen, järjestelee uudestaan tietolohkot tilamuuttujan 30 suuruuden mukaan ajan ja tilamuuttujan, tai tilanvaihtelufunk- 5 tion, yhteyden näyttävän tietotaulun perusteella ja arvioi tietolohkojen väliarvot interpolaatio- ja tasoitustekniikalla siten muuntaen aallokespektritiedon aikakoordinaatin epälineaarisesta tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi.

5 Mikä tahansa edellä mainituista keksinnön mukaisista epävakaan signaalin analysaattoreista lisäksi käsittää vastaus-tiedon mittausvälineen epävakaan signaalin mittaamiseksi.

Missä tahansa edellä mainitussa keksinnön mukaisessa epävakaan signaalin analysaattorissa tilanvaihtelufunktion sää-10 töväline voi arvioida tilanvaihtelufunktiota tarkkailtavan kohteen tilamuuttujasta, joka on muu kuin tietty tilamuuttuja, mitatun tiedon perusteella.

Tarkkailtavan kohteen tilamuuttujasta, joka on muu kuin tietty tilamuuttuja, mitattu tieto voi olla epävakaan sig-15 naalin mitattu tieto.

Missä tahansa edellä mainitussa keksinnön mukaisessa epävakaan signaalin analysaattorissa tilanvaihtelufunktion sää- : töväline voi arvioida tilanvaihtelufunktiota arvioimalla tietyn • · · *:·*: tilamuuttujan vaihtelua tarkkailtavan kohteen tilamuuttujasta, • · · *...2° joka on muu kuin tietty tilamuuttuja, ajan suhteen mitatun tie- * ’· don perusteella käyttämällä tarkkailtavan mallin dynaamiseen • · • · · *·’.· karakteristiseen malliin perustuvaa tilanhavainnointijärjestel-·«· • · · *·* * mää tai Kalman suodatinta.

. . Missä tahansa edellä mainitussa keksinnön mukaisessa • · · • · · 25 epävakaan signaalin analysaattorissa tilanvaihtelufunktion sää- • · · töväline voi päättää tilanvaihtelufunktion tietystä tilamuuttu- • · • · · *... jasta mitatun tiedon perusteella.

♦ · ♦ · *·’ Missä tahansa edellä mainitussa keksinnön mukaisessa • ♦ · epävakaan signaalin analysaattorissa tilanvaihtelufunktion sää- • · ♦ · *** 30 tövälineen käyttämä tilanvaihtelufunktio päätetään etukäteen.

Mikä tahansa edellä mainituista keksinnön mukaisista epävakaan signaalin analysaattoreista voi lisäksi käsittää 6 näyttövälineen koordinaattijärjestelmässä aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen tekemien tulosten näyttämiseksi, joka ilmaisee ainakin tietyn tilamuuttujan koordinaatit ja taajuuden .

5 Mikä tahansa edellä mainituista keksinnön mukaisista epävakaan signaalin analysaattoreista voi lisäksi käsittää vian havaitsemisvälineen vian havaitsemiseksi tarkkailtavassa kohteessa aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen tekemien analyysien tulosten perusteella.

10 Keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori voi lisäksi käsittää alueen määrittelyvälineen aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen analyysin tuloksena saadun ja näyttövälineessä näytetyn tietyn alueen määrittelemiseksi spektrissä, ja tiedon eristämisväline tiedon eristämiseksi aal- 15 lokespektrin osasta, alueen määrittelyvälineen määrittelemässä tietyssä alueessa, ja aallokespektrin osasta eristetyn tiedon lähettämiseksi vian havaitsemisvälineeseen.

: Keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori • · · voi näyttää vian havaitsemisvälineen havaitsemistuloksen näyt- • · · *...έθ tövälineellä.

* * Keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori • · • · · ’·*·* voi lisäksi käsittää vian näyttövälineen vian havaitsemisväli-··♦ • · · • * neen havaitsemistuloksen näyttämiseksi.

. . Keksinnön kolmannen näkökulman mukainen tallennusvä- • · · • · · ^.*^25 line sisältää epävakaan signaalin analysointiohjelman, joka • · ♦ ..· määrittelee menetelmän tarkkailtavan kohteen tuottaman epäva- • » • · · *... kaan signaalin analysoimiseksi, jonka suorittaa tietokone, joka • » • · *·* epävakaan signaalin analysointiohjelma saa tietokoneen suorit- • ♦ · ;··* tamaan: aallokemuunnoksen laskufunktion aallokespektrin tuotta- • · • · 30 miseksi epävakaan signaalin aallokemuunnoksella, tilanvaihte- lufunktion säätöfunktion tarkkaillun kohteen tietyn tilamuuttujan muutosta ajan suhteen esittävän tilanvaihtelufunktion sää 7 tämiseksi, ja aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosfunktion aallokespektrin tiedon aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaarisesta tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi käyttämällä ti-lanvaihtelufunktion käänteismuunnosta.

5 Keksinnön kolmannen näkökulman mukaisessa epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävässä tallennusvälineessä tarkkailtava kohde on hissi, epävakaa signaali on hissiin sisältyvän korin mitattua kiihtyvyyttä esittävä kiihtyvyyssignaa-li, ja tietty tilamuuttuja on korin pystysuora paikka tai pys-10 tysuora nopeus.

Keksinnön kolmannen näkökulman mukaisessa epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävässä tallennusvälineessä aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosfunktio suorittaa aallokespektrin tiedon aikakoordinaatin epälineaarisen muunnoksen 15 käyttämällä seuraavaa lauseketta: wt(a,b)= f -j=0(—--)x(t(z))——dz Λ VH ö * • · · • · · ·;··· joka kuvaa laajennettua aallokemuunnosta.

:***: Keksinnön kolmannen näkökulman mukaisessa epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävässä tallennusvälineessä • · V.%20 aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosfunktio jakaa aallo- • · · • · · *·' * kespektritiedon ajan suhteen tietolohkoihin, järjestelee uudestaan tietolohkot tilamuuttujan suuruuden mukaan ajan ja tila- • · · muuttujan, tai tilanvaihtelufunktion, yhteyden näyttävän tieto- • · · • · * taulun perusteella ja arvioi tietolohkojen väliarvot interpo- • · • · •^’25 laatio- ja tasoitustekniikalla siten muuntaen aallokespektri- • · • · "I* tiedon aikakoordinaatin epälineaarisesti tietyn tilamuuttujan • · · *·:.* koordinaatiksi.

• ·· • · ’···* Keksintö voi diagnosoida tarkkailtavan kohteen epäva kaan tilan tarkasti ottamalla korrelaation ja kausaalisen riip- 8 puvuuden tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan ja taajuus-muutosten välillä.

Piirustusten lyhyt selitys 5

Kuva 1 on epävakaan signaalin analysaattorin lohko-kaavio keksinnön edullisessa ensimmäisessä toteutusmuodossa;

Kuvat 2a ja 2b ovat kaavioita, toinen Fourier-muunnoksen perusfunktiosta ja toinen Fourier-muunnoksella saatu 10 voimaspektri, vastaavasti;

Kuvat 3a ja 3b ovat kaavioita, toinen aallokemuunnok-sen perusfunktio ja toinen aallokemuunnoksella saatu voimaspektri, vastaavasti;

Kuva 4 on epävakaan signaalin analysaattorin lohko-15 kaavio kuvan 1 epävakaan signaalin analysaattorin muunnoksena;

Kuva 5 on kaavakuva hissistä, jossa keksinnön mukaista epävakaan signaalin analysaattoria käytetään; ί : : Kuva 6 on kaavakuva kuvan 5 hissistä keksinnön mukai- • · · sella epävakaan signaalin analysaattorilla varustettuna; • · · *...2 0 Kuva 7 on lohkokaavio diagnostisesta algoritmista hissin vikojen diagnosoimiseen, joka perustuu laajennettuun • · • * * ·]·* aallokemuunnokseen, jonka suorittaa keksinnön mukainen epäva- • · ·

• ♦ I

* kaan signaalin analysaattori; . Kuvat 8a, 8b ja 8c ovat kaavioita, joista ensimmäinen • · · .·;·.2 5 näyttää kuvan 5 hissiin kuuluvan moottorin ulostulomomentin • · · ajan suhteen, toinen kuvan 5 hissiin kuuluvan korin nopeuden ja • · • · · kolmas korin paikan, vastaavasti, kun moottorin ulostuloakseli • * • · · • on epäkeskinen; • · · • · · I" ' Kuvat 9a, 9b ja 9c ovat kaavioita, joista ensimmäinen • · • · 30 näyttää kuvan 5 hissin korin kiihtyvyyden vaihtelun ajan suhteen, toinen näyttää moottorin ulostulomomentin ajan suhteen ja 9 kolmas korin kiihtyvyyden Fourier-muunnoksen tuloksen, vastaavasti, kun moottorin ulostuloakseli on epäkeskinen;

Kuva 10 on kaavio, joka näyttää hissin korin kiihtyvyyden analyysin tuloksen tavanomaisella aallokemuunnoksella 5 kun moottorin ulostuloakseli on epäkeskinen;

Kuvat 11a ja 11b ovat kaavioita, jotka näyttävät hissin korin kiihtyvyyden laajennetun aallokemuunnoksen korin paikan suhteen, kun moottorin ulostuloakseli on epäkeskinen;

Kuva 12 on kaavio, joka näyttää hissin korin kiihty-10 vyyden laajennetun aallokemuunnoksen tuloksen korin paikan suhteen, kun moottorin ulostuloakseli on epäkeskinen;

Kuvat 13a, 13b ja 13c ovat kaavioita, joista ensimmäinen näyttää hissin moottorin ulostulomomentin muutokseen ajan suhteen, toinen hissin korin nopeuden muuttumisen ajan 15 suhteen ja kolmas hissin korin paikan muuttumisen ajan suhteen, vastaavasti, kun hissiin kuuluva ohjauskisko on viallisessa kunnossa; • : : kuvat 14a ja 14b ovat kaavioita, joista ensimmäinen

··· J ' J

****·' näyttää hissin korin kiihtyvyyden ja toinen hissin korin kiih- • · · • · *...20 tyvyyden Fourier-muunnoksen tuloksen, vastaavasti, kun ohjaus-kisko on viallisessa tilassa; t · • · · • · · ltl Kuva 15 on kaavio, joka näyttää laajennetun hissin • · · • · · korin kiihtyvyyden aallokemuunnoksen tuloksen, kun ohjauskisko .. on viallisessa tilassa; • · · ' • · · • · 25 Kuva 16 on lohkokaavio keksinnön mukaisesta rautatie- • · · vaunuun asennetusta epävakaan signaalin analysaattorista; • · * · · ... Kuva 17 on sivukaavakuva rautatie vaunusta, jossa on

• · · J

• · • · · \ keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori; • · · • · ·

Kuva 18 on perspektiivikuva keksinnön mukaisesta epä- • · • · 30 vakaan signaalin analysaattorista;

Kuva 19 on lohkokaavio keksinnön mukaiseen epävakaan signaalin analysaattoriin sisällytetty sisäinen laite; 10

Kuva 20 on kuva, joka näyttää esimerkillä keksinnön mukaiseen epävakaan signaalin analysaattoriin sisällytetyllä näyttövälineellä näytetyn tiedon;

Kuva 21 keksinnön mukaisen epävakaan signaalin analy-5 saattorin lohkokaavio;

Kuva 22 on perspektiivikuva tietokonejärjestelmästä, jota käytetään keksinnön toisen toteutusmuodon mukaiseen tallennusvälineeseen tallennetun epävakaan signaalin analysointiohjelman lukemiseen; ja 10 Kuva 23 on lohkokaavio tietokonejärjestelmästä, jota käytetään toisen toteutusmuodon tallennusvälineeseen tallennetun epävakaan signaalin analysointiohjelman lukemiseen.

Ensimmäinen toteutusmuoto 15

Keksinnön edullisen ensimmäisen toteutusmuodon mukainen epävakaan signaalin analysaattori kuvataan viittauksin ku-viin l, 3a, 3b. Viitaten kuvaan 1, keksinnön mukainen epävakaan * * signaalin analysaattorissa on vastaustiedon mittausväline 1, • · · • · *•••^0 joka käsittää anturin, A/D muuntimen ja kohinasuodattimia.

. / Vastaustiedon mittausvälineen 1 vastaanottama epäva- • · · • · · kaa signaali x(t), toisin sanoen vastaustiedon aikasarja, anne- • « · • · · taan aallokemuunnoksen laskuvälineelle 2, joka suorittaa lasku-toimituksen käyttämällä, esimerkiksi edellämainittua aalloke- • · · • · 25 muunnosta esittävää lauseketta (2).

• · · (2) * ·« • :**: “rl (t-b\ wt(a,b) = \—==φ - x(t)dt :.:V ila\ ' a ) ··· * • · • · ·· ·

Lausekkeessa (2) a on taajuuden ω käänteisarvo, ja b on aika t.

11

Aallokefunktion laskuväline 2 suorittaa epävakaan korin kiihtyvyyssignaalin x(t) aallokemuunnoksen käyttämällä lauseketta (2) kuvassa 3b näytetyn aallokespektrin (aallokemuunnostieto) wt(a,b) tuottamiseksi. Sitten aalloke-5 muunnoksen laskuväline 2 antaa aallokespektrin wt(a,b) aika-koordinaatin epälineaariselle muunnosvälineelle 3. Aikakoordi-naatin epälineaarinen muunnosväline 3 muuntaa aallokespektrin wt(a,b) epälineaarisella koordinaattimuunnoksella tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan (fyysinen arvo) suhteen.

10 Jos vastaustiedon mittausvälineen 1 mittaama epävakaa signaali esittää kiihtyvyyttä, tietty tilamuuttuja on, esimerkiksi, nopeus tai paikka, mikä kuvataan yksityiskohtaisesti myöhemmin hississä tai rautatievaunussa olevan epävakaan signaalin analysaattorin sovelluksen yhteydessä.

15 Epävakaan signaalin analysaattorissa on aika- tilamuunnostaulu 4, joka taulukoi tilanvaihtelufunktion tiedon . {zitj, z(t2), ..., z (tn) }, joka kuvaa suhdetta ajan ja tietyn • · · ·;··· tilamuuttujan välillä. Aika-tilamuunnostaulu 4 ja seuraava ti- :***: lan arviointiväline 6 muodostavat tilanvaihtelufunktion säätö- • · · *•"20 välineen tarkkailtavan kohteen tiettyä tilamuuttujaa ajan suh-• · teen kuvaavan tilanvaihtelufunktion säätämiseksi.

• · · • · · . .

’·* * Tilanvaihtelufunktion tiedon {z (tx) , z(t2), ..., z (tn) } saamiseksi on useita keinoja. Tässä toteutusmuodossa epävakaan • * * *,*’ signaalin analysaattorissa on syöttölaite 5 aikaisemmin määrä- • · · • · · *. 25 tyn tilanvaihtelufunktion tiedon {zitj, z(t2), ..., z(tn)} kir-• · • · • " joittamiseksi aika-tilamuunnostauluun 4.

• · "· Tilanvaihtelufunktion tiedot {zitj, z (t2) , ..., z (tn) } voidaan suoraan saada suoraan mittaamalla tietyn tilamuuttujan ··· • · *···’ z, kuten nopeuden, muutos ajan suhteen tai arvioimalla tietyn 30 tilamuuttujan z, kuten nopeuden, muutosta ajan suhteen tila-muuttujan, kuten kiihtyvyyden, joka on muu kuin tietty tila-muuttuja z, kuten nopeus, mitatun tiedon perusteella.

12 Jälkimmäinen menetelmä tietyn tilamuuttujan z ajan suhteen muuttumisen arvioimiseksi tilamuuttujan, joka on muu kuin tietty tilamuuttuja, mitatun tiedon perusteella suoritetaan kuvassa 1 näytetyllä tilan arviointivälineellä 6, joka ku-5 vataan myöhemmin kuvan 1 epävakaan signaalin analysaattorin muunnoksen kuvauksen yhteydessä.

Aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline 3 lukee tilanvaihtelufunktion tiedot {zitj, z(t2), ..., z (tn) } aika- tilamuunnostaulusta 4, ja muuntaa aallokespektrin wt(a,b) aika-10 koordinaatin b tilamuuttujan z koordinaatiksi.

Erityisemmin aikakoordinaatin epälineaarinen muunnos-väline 3 tuottaa funktion z(t) (tilanvaihtelufunktion) käänteisfunktion t(z), toisin sanoen tiettyä tilamuuttujaa z esittävä t:n funktio, ja suorittaa muuttujien muunnoksen käänteis-15 funktion t(z) perusteella lausekkeen (2), toisin sanoen aallo-kemuunnosfunktion, ajan t muuttamiseksi tietyksi tilamuuttujak- . si z lausekkeen (4) saamiseksi.

• · · ·:··: (4) • · · **”· / 7 \ ζ(γ} 1 ,,t(z-b). dt(z) ·:··: wt(a,b)= j -η==Φ(—-L)x{t(z))——dz :V: Λ λ/Η e * • · • · · : : 20

Lausekkeella (4) ilmaistuun muunnokseen viitataan mu- • · • · · *.·.* kavuuden takia laajennetulla aallokemuunnoksella. Taajuuden • · · • · · *·| * muunnoksen suhteessa tiettyyn tilamuuttajaan z osoittava laa- • *·· jennettu aallokespektri wt(a,z) voidaan saada muuttamalla allo- • · · • · *...*25 kespektrin wt(a,b) aikakoordinaatti b tietyn tilamuuttujan z koordinaatiksi käyttämällä lauseketta (4) laajennetuksi aallo- • · · kemuunnokseksi.

Seuraavassa kuvauksessa aikaisemmin mainittu aallo-kespektriä wt(a,b) ilmaisee wt(co,b), wt(a'x,b) käyttämällä co=a' 30 x, sen seikan selventämiseksi, että spektri on taajuuden ω 13 funktio. Lisäksi tavanomaisen aallokespektrin ilmaisee wt(ce>,t), ja laajennetun aallokespektrin ilmaisee wt(oo,z) tavanomaisen aallokespektrin ja laajennetun aallokespektrin erottamiseksi .

5 Aikakoordinaatin vaihtamisella tilamuuttujan koordi naattiin saatu laajennettu aallokespektri wt(co,z) voidaan saada myös jakamalla tavanomaisella aallokemuunnoksella saatu aallokespektri wt((ö,t) tietolohkoihin (wtico,^), wt(co,t2), wt(cö,tn)} ajoille tlf t2, tn, uudelleenjärjestelemällä tie- 10 tolohkot {wtfcO/tJ, wt(co,t2), wt(co,tn)} tilamuuttujan z suuruuden mukaan, ja arvioimalla tietolohkojen välisiä väliar-voja interpoloimalla.

Aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline 3 lähettää laajennetun aallokespektrin wt(a,z) näyttövälineelle 7. 15 Näyttöväline 7 näyttää kahden muuttujan, toisin sanoen taajuu- . den co = a'1 (tai a'1 käänteisarvon a) ja tilamuuttujan z, funk-• · · Λ · · ··· tion wt(co,z), toisin sanoen laajennetun aallokespektrin • · ;***: (aallokeanalyyttisen tiedon) laajennetun aallokespektrin ··· wt(a,z) perusteella. Erityisemmin, esimerkiksi {co, z | • · • · · ***;20 wt (co, z) | } tai {ω, z, (wt(co,z)} näytetään kolmiulotteisena kaa-• · · viona näytöllä. Merkintä |a| tarkoittaa a:n itseisarvoa ja mer-kintä Za. tarkoittaa a:n vaihekulmaa.

• » * • ·

Epävakaan signaalin analysaattorissa on vian havait-semisväline 8 vikojen havaitsemiseksi automaattisesti tarkkail- • · • ·· .***.25 tavassa kohteessa aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosväli-• · t»· *. neen 3 tuottamasta laajennetusta aallokespektristä. Vian ha- • · · • · · '.V. vaitsemisväline 8 päättää automaattisesti onko tarkkailtava • · kohde normaali vai ei ennaltamäärätyllä vian diagnosointijärjestelmällä. Jos vian havaitsemisväline 8 päättää, että vika on 30 olemassa tarkkailtavassa kohteessa, vian havaitsemisväline 8 14 lähettää hälytyssignaalin tai vikatilasignaalin näyttövälineel-le 7 varoittaakseen operaattoria viasta.

Ennaltamäärätty vian diagnosointijärjestelmä käyttää vikojen diagnosoinnin kynnysmenetelmää käyttämällä laajennetun 5 aallokespektrin wt(co,z), toisin sanoen { | wt(m1,z1) |, | wt(Qm,zm) | }, tietyn osan voimaspektriä, ja kynnysehtoa, jota ilmaisee:

Jos ( | wtioo^zj | > ) , niin viallinen i (5) tai täydellistä välinettä.

10 Vian havaitsemisvälineen 8 havaitsemistulos voidaan esittää vi-kainformaation näyttövälineellä 9 erityisesti informaation esittämiseksi viasta sen lisäksi, että sama näytetään näyttövälineellä 7.

Operaattori voi määritellä halutun alueen laajenne-15 tussa aallokespektrissä, toisin sanoen aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen 3 tekemän analyysin tuloksesta, • ·*· *·ί·* näyttövälineellä 7 osoitinlaitteella tai vastaavalla, ainoas-taan määriteltyä aluetta vastaava laajennettu aallokespektri • · • · ***. voidaan antaa vian havaitsemisvälineelle 8, ja vian havaitse-• · . .20 misväline 8 voi havaita vian tarkkailtavassa kohteessa käyttä-• · · • · · • · mällä ainoastaan sille annettua laajennettua aallokespektriä.

• · ·

Kuitenkin, suora analyyttinen operaatio voidaan saa-vuttaa ilman kohinan, häiriöiden ja muiden haitallisten teki- • · joiden vaikutusta, jotka kuuluvat muihin kuin määriteltyyn alu-25 eeseen ja vian havaitsemisen tarkkuutta voidaan parantaa analy- • · · ;***· soimalla ainoastaan näyttövälineellä 7 näytettyyn ja operaatto-• · · . ]·. rin eristämään laajennettuun aallokespektriin kuuluvaa karakte- • · · f · · .···. rististä vikaa.

• · ·

Kuten edellämainitusta kuvauksesta on ilmeistä, kek-30 sinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori tuottaa aallokespektrin tarkkailtavan kohteen tilaa kuvaavan epävakaan signaalin aallokemuunnoksen kautta, ja muuntaa aallokespektrin 15 aikakoordinaatin tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi. Siksi riippuvuus ja kausaalinen yhteys tietyn tilamuuttujan, kuten paikka, nopeus tai kiihtyvyys mekaanisessa järjestelmässä, ja taajuusspektrin välillä voidaan helposti määrätä, kuin myös 5 taajuusspektrin muutos ajan suhteen.

Vastaavasti, jos yhtään vikoja löydetään tarkkailtavassa kohteessa, vika voidaan analysoida ja analyysin tulos voidaan näyttää fysiikan lakien näkökulmasta helposti ymmärrettävästi, ja vian paikka tarkkailtavassa kohteessa voidaan hel-10 posti paikallistaa.

Lisäksi, keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori kykenee analysoimaan vaihtelevaa spektrijakaumaa epävakaan tilan aikana, missä tarkkailtavan kohteen käyttötila ja sisäinen tila vaihtuvat jatkuvasti. Kuitenkin epävakaa sig-15 naali voidaan hyvin tehokkaasti analysoida, ja siis pieni hajanainen tieto voidaan tehokkaasti analysoida.

• · · • · · • · · *:··: Muunnokset • · · • · • · • · · **“s>0 Kuva 4 esittää epävakaan signaalin analysaattorin • · • · · edellämainitun keksinnön mukaisen epävakaan signaalin analy- • · · • * · *·’ * saattorin muunnoksessa. Muunnoksessa epävakaan signaalin analysaattori tuottaa tilanvaihtelufunktion tietoa {z(tx), z (t2) , • · · • · · Γ.Ι ..., z(t )} kirjoitettavaksi aika-tilamuunnostauluun 4 tilan • · · • · · *· 25 arviointivälineen 6 arvioinnin kautta tilamuuttujan, joka on ·· • · muu kuin tietty tilamuuttuja z, mitatun tiedon perusteella.

• · • · Ί* Tämä menetelmä tilanvaihtelufunktion tiedon tuottami- • · · '···* seksi on hyvin tehokas tilassa, jossa tietyn tilamuuttujan z • · *··’ suora mittaaminen on mahdotonta.

30 Tässä muunnoksessa tilan arviointiväline 6 arvioi tietyn tilamuuttujan z muutosta ajan suhteen mitatusta tiedosta reaaliaikatilassa tarkkailtavan kohteen dynaamisen karakteris- 16 tisen mallin perusteella tilanvaihtelufunktion tiedon {z(tj, z(t2), z(tn)} tuottamiseksi.

Kuvaan 4 viitaten, tämä tilan arviointiväline 6 kykenee arvioimaan reaaliaikatilassa tietyn tilamuuttujan z (t), jo-5 ta ei voi suoraan mitata peräkkäisesti korjaamalla arvioitua tilamuuttujaa ulostulosignaalin arviointimallissa 11 arvioidun tilan korjausvälineellä 12 arvioidun virhesignaalin e(t), toisin sanoen ulostulosignaalin arviointimallin 11 tuottaman arvioidun arvon y hattu (t), kun sisääntulosignaali u(t) tarkkail-10 tavaan kohteeseen 10 annetaan ulostulosignaalin arviointivälineelle 11, ja todellisen ulostulosignaalin y(t), perusteella.

Jos Kalman-filtteri tai tilantarkkailijajärjestelmää käytetään tilanarviointivälineenä 6, ulostulosignaalin arviointimallia kuvaa lausekkeet (6) ja (7), ja arvioitu tilankorjaus-15 välinettä 12 kuvaa lauseke (8).

(6) : z(k\k - 1) = Az(k - \\k - 1) + Bu(k - 1) • · · *:*·: (7) O y(k\k-l)=Cz(k\k-l) .20 (8) • · · z{k\k) = z{k\k - 1) + K(y(k) - y(k\k - 1)) • · · • V. missä A, B ja C ovat vakiomatriiseja liittyen tarkkailtavan • · kohteen dynaamiseen karakteristiseen malliin, ja K on Kalman-25 vahvistus (tai tilantarkkailujärjestelmän vahvistus) .

• · · :***. Tarkkailtavan kohteen sisäistä tilamuuttujavektoria ··· . )·. z(k|k) voidaan arvioida sarjoista tarkkailtavan kohteen sisään- • · · ··· .*··. tulosignaalin u(k) tarkkailutietoa ja ulostulosignaalista y(k) ·· · peräkkäisellä laskennalla. Jotkin siten arvioidun tilamuuttuja-30 vektorin elementit eristetään kun tietty tilamuuttuja z ja tila -aikamuunnostaulu 4 tuotetaan tietyn tilamuuttujan z aikasarjoista {zitj, z(t2), ..., z (tn) } .

17

Tilamuuttujaa voidaan arvioida etukäteen erilliskä-sittelytilassa tai voidaan arvioida reaaliaikatilassa tiedon tarkkailun aikana.

Kuten on ilmeistä edellämainitusta kuvauksesta, tässä 5 muunnoksessa, tietyn tilamuuttujan z ja tarkkaillun tietospekt-rin välistä riippuvuutta voidaan arvioida tilanarviointiväli-neellä 6 vaikka tiettyä tilamuuttujaa z ei voida suoraan mitata. Analyyttinen menetelmä voidaan helposti liittää aallokeana-lyyttiseen menetelmään.

10

Esimerkki 1

Keksinnön mukainen esimerkin 1 epävakaan signaalin analysaattori sovellettuna hissiin, toisin sanoen mekaaniseen 15 järjestelmään, tarkkailtavana järjestelmänä kuvataan alla viittauksin kuviin 5-15.

; ;*♦ Esimerkin 1 epävakaan signaalin analysaattorissa ana- ♦ « · *:·*: lysoitava epävakaa signaali on hissiin kuuluvan korin mitattua ··· kiihtyvyyttä kuvaava kiihtyvyyssignaali, ja epälineaarisessa muunnoksessa käytettävä tietty tilamuuttuja on korin pystysuora • · • · ♦ *·'.· paikka tai pystysuora nopeus.

··· • · ♦ *·* * Viitaten kuvaan 5 hissi, toisin sanoen tarkkailtava kohde, käsittää moottorin 51, pylpyrät 52a, 52b, 52c ja 52d, ♦ · ♦ • · · l.l korin rungon 53, korin 54, ohjausrullat 55, ohjauskiskot 56 ja • · · ♦ · · • 25 vastapainon 57.

• · *..)* Kuten näytetty kuvassa 6, epävakaan signaalin analy- • · • · *!* saattori on varustettu koriin 54 kiinnitetyllä kiihtyvyysantu- • · · ‘•j·’ rilla 20. Kiihtyvyysanturin 20 tuottama mitattua kiihtyvyyttä • · • · **' kuvaava kiihtyvyyssignaali annetaan A/D-muuntimelle 21, A/D- 30 muunnin 21 muuntaa kiihtyvyyssignaalin vastaavaksi digitaaliseksi signaaliksi ja antaa digitaalisen signaalin analysointi-ja näyttövälineelle 22, kuten tietokoneelle. Kiihtyvyysanturi 18 20 ja A/D-muunnin 21 muodostavat kuvassa 1 näytetyn vastaustiedon mittausvälineen 1.

Analysointi- ja näyttöväline 22 suorittaa kuvassa l näytetyn toimituksen laajennetun aallokespektrin laskemiseksi, 5 ja näyttää lasketun laajennetun aallokespektrin siihen sisältyvällä näytöllä. Analyysin tulos tai vikadiagnoosi lähetetään modeemien 23 ja julkisen tietoverkon kautta kaukotarkkailuase-maan. Tulos näytetään tarkkailuaseman keskustarkkailupäätteel-lä, ja jos vikoja löydetään tuotetaan hälytyssignaali.

10 Viitaten kuvaan 7 näytetään analysointi- ja näyttövä- lineen 22 suorittama toimitus, kiihtyvyysanturi 20 tuottaa korin 54 mitattua kiihtyvyyttä kuvaavan kiihtyvyyssignaalin x(t) vaiheessa 1, ja aallokespektri wt(a,b) lasketaan korin kiihtyvyyssignaalin x(t) perusteella käyttämällä lausekkeita (2) ja 15 (3) vaiheessa 2.

Sitten aallokespektri wt(a,b) tai wt(o,b), missä ω = a 1 on aallokespektrin taajuus, näytetään näytöllä kaaviossa, jolla on aika-akseli ja taajuusakseli vaiheessa 3. Vaiheessa 4 • · · • i *...· operaattori valitsee korin 54 nopeuden tai paikan tietyksi ti- [ h.0 lamuuttujaksi. Vaiheessa 4 molemmat vaiheet korin 54 nopeudeksi • ·*· ja ne korin 54 paikaksi voidaan valita automaattisesti.

• · · • · ·

Jos korin 54 paikka on valittu tietyksi tilamuuttu- t.#.# jaksi vaiheessa 4, korin kiihtyvyyssignaali integroidaan kah- • · · • · desti t:n suhteen vaiheessa 5 korin paikkasignaalin p(t) tuot- • · · ..* 25 tamiseksi. Funktiotaulu, joka näyttää riippuvuuden ajan t ja • · • ·· paikan p suhteen tuotetaan vaiheessa 6 korin paikkasignaalin • · * · · \ p(t) esittämään korin paikkatiedon {pttj, p(t2)/ . p(tn)} • · · • · · perusteella.

• · • ·

Sitten vaiheessa 2 laskettu aallokespektrin aikakoor-30 dinaatti muunnetaan korin paikan p koordinaatiksi vaiheessa 6 tuotetun funktiotaulun perusteella laajennetun aallokespektrin wt(<x>,p) tuottamiseksi vaiheessa 7. Vaiheessa 8 laajennettu 19 aallokespektri wt(tö,p), toisin sanoen analyysin tulos, näytetään näytöllä.

Vaiheessa 9 voimaspektrin muutoksen suhde korin paikan p suhteen lasketaan käyttämällä laajennettua aallokespekt- 5 riä wt(co,p) ja alla näytettyä lauseketta (9). Muutoksen suhdetta tutkitaan sen näkemiseksi, onko muutoksen suhde suurempi kuin kynnys, ja päätös tehdään siitä, onko voimaspektri yllättäen muuttunut korin paikan p suhteen.

(9) 10 - w/(iy,p(i.+1))|/|^.) - p(ti+1)\> ερ

Jos päätetään vaiheessa 9, että voimaspektri on äkillisesti muuttunut, korin paikka p(tj, missä voimaspektri äkillisesti muuttui havaitaan ja kiskoissa 56 tai hissin köydessä 15 olevaa vikaa ilmaiseva varoitus näytetään vaiheessa 10. Jos vaiheessa 9 päätetään, että voimaspektri ei ole äkillisesti • · · • · · ’**. muuttunut viesti "Normaali" näytetään näytöllä vaiheessa 11 ja • · diagnostinen toimitus lopetetaan tai epävakaan signaalin analy- • · • · · saattori pysyy valmiina seuraavaan epävakaan signaalin analy- • · .*.*20 sointikierrokseen asti.

• · · • · ;*·*. Jos korin nopeus on valittu tilamuuttujaksi vaiheessa 4, korin nopeus signaali v(t) tuotetaan integroimalla korin kiihtyvyyssignaalia x(t) kerran vaiheessa 12. Ajan t ja nopeu- • · · · den v riippuvuuden näyttävä funktiotaulu tuotetaan vaiheessa 13 •‘•..25 korin nopeustietoa {v(tx) , v(t2) , ..., v(tn)} kuvaavan korin no-peussignaalin v(t) perusteella.

. Sitten vaiheessa 2 laskettu aallokespektritiedon ai- ··· kakoordinaatti muunnetaan korin nopeuden v koordinaatiksi vai-heessa 13 tuotetun funktiotaulun perusteella laajennetun aallo-30 kespektritiedon wt(<afv) tuottamiseksi vaiheessa 14. Vaiheessa 20 15 laajennettu aallokespektritieto wt(co,v), toisin sanoen analyysin tulos, näytetään näytöllä.

Spektritietoa |wt(co,v) | verrataan kynnykseen käyttämällä : 5 (10) \wt{conv{)\> εν osan, jonka voimaspektri ylittää kynnyksen (huippuspektri) {wt(01,v1), wt(o2,v2), ..., wt(om,vm)}, valitsemiseksi.

Olettaen, että riippuvuus taajuuden ω ja korin nopeu-10 den v välillä voidaan lausua suhteellisella lausekkeella (11): (11) v( = r®, + et seuraava vakion r pienimmän neliösumman ratkaisu, mikä tekee virheiden eA neliöiden summan, toisin sanoen Ze^, minimi määrä-15 tään.

(12) • · · • · · ····! m ... Σωϊνϊ ... (=1 . r = —- ·;··; m iV: Σ>? * * i=l • · · • · · * * Jos diskriminantti: (13) • · · • · · :·: 20 mh \ + r2 varianssille etäisyydellä d lausekkeessa (11), toisin sanoen • · · . .·. suhteellisessa lausekkeessa, lausutusta suorasta linjasta, joka • · · ·« · :[[[: kuvaa tietopisteitä {(co^vj, (co2,v2) , ..., (com,vm) } täyttyy, päätetään vaiheessa 16, että nopeus v ja taajuus ω ovat vah-25 vasti riippuvaisia; toisin sanoen päätetään, että nopeus v ja taajuus ω ovat suhteellisessa riippuvuudessa.

21

Sellaisessa tapauksessa päätetään, että jossain pyörivässä osassa, kuten moottorissa 51, pylpyröiden 52a, 52b, 52c ja 52d laakereissa ja ohjausrullissa 55, on vika, koska pyörivien osien epäkeskisyydestä johtuva momentin muutoksen 5 taajuus on suhteellinen pyörivän osan pyörimisnopeuteen, ja korin nopeus on suhteellinen pyörimisnopeuteen.

Viallinen pyörivä osa löydetään vakiosta r ja tieto näytetään näytöllä tai muulla samaa tarkoittavalla vaiheessa 17. Esimerkiksi, jos r/2n on yhtä suuri kuin pylpyrän säde, 10 päätetään, että vian syy on momentin muutos pylpyrän epäkeskisyydestä johtuen lausekkeesta (14) (14) korin nopeus = 2π (pylpyrän säde) x (pylpyrän pyöri-mistaajuus) 15

Jos päätetään vaiheessa 16, että nopeus v ja taajuus t .·.· ω eivät ole riippuvaisia, "normaali" näytetään näytöllä vai- * * heessa 11, ja diagnostinen operaatio päätetään tai epävakaan ··· • · *···* signaalin analysaattori pysyy valmiina seuraavaan epävakaan ,.*20 signaalin analysointikierrokseen asti.

• · · • · ·

Vaihe 6 aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosväli- • · · • · · neen 3 suorittaman toimituksen suorittamiseksi tai vaiheessa 13 suoritettava koordinaattimuunnostoimitus kuvataan alla.

• · · • ·

Seuraavassa kuvauksessa tilamuuttujan signaalia z(t) käytetään 25 korin paikkasignaalin p(t) tai korin nopeussignaalin v(t) si- • · · .···. jasta, ja oletetaan, että funktiotaulu, toisin sanoen aika- ti-» · • f· *. lamuunnostaulu 4, joka näyttää tietojonon {ζ(^), z(t2), ..., • · * z (tN) } on tuotettu etukäteen. Tavallisella aallokemuunnoksella • · ·· · saatu tieto on lausuttu: 30 (15) wt(a,b) = {wt(al,bj)\i = = 22

Korvaamalla suhde ω = a'1 lausekkeeseen (15) tiedon saamiseksi, jota kuvaa: (16) wt(co,b) = {wt(al,bJ)]fOl = aT\i = 5

Sitten vastaava tilamuuttuja zibj saadaan valitsemalla tk jolle pätee: (17) 10 {ti, t2, . . ., tN}:stä tietoelementtien aikakoordinaatiksi, ja toimituksen suorittamiseksi käyttämällä lauseketta (18) lineaariseksi interpolaatioksi lausekkeen (19) kuvaaman laajennetun aallokespektrin saavuttamiseksi.

(18) 15 Φ,) = zft ) + ----- (z(tM ) - z(tk )) = --——--- h+1 h h+1 h :··:·: (19) • · • · φ · · • ·

Toinen menetelmä arvioi funktiota z(t) aika- • · :#:*20 tilamuunnostaulusta 4. Esimerkiksi polynomi: (20) • · • · · *:!:[ *(0 = *oV+-+Vp • · · on oletettu, ja vakiot z0, zlt ..., ja z on arvioitu tiedosta • · ** • ·· {zitj^), z(t2), ..., z(tN)} pienimmän neliön menetelmällä, ja sen • · • · · \25 jälkeen saadaan funktion (20) käänteisfunktio t(z).

• · · • · ·

Hl Lopuksi laskutoimitus käyttämällä lauseketta (21) nu- • · meeriseen integraatioon suoritetaan korin kiihtyvyyssignaalia x(t) kuvaavalle mitatulle tiedolle laajennetun aallokespektrin saavuttamiseksi.

(21) 23

, ^ !<r’ 1 , , „Λ(ζ) J

wt{a,b)= \ —==φ(—-’-)x(t(z))—-^-dz *i> M a dz

Kuvat 8a-15 näyttävät keksinnön mukaisen epävakaan 5 signaalin analysaattorin suorittaman hissin koriin 54 kiinnitetyn kiihtyvyysanturin tuottaman kiihtyvyyssignaalin analyysin tulokset.

Kuvat 8a-12 näyttävät tiedot, jotka kuvaavat tilaa, missä kori 54 tuotti värähtelyjä hissin moottorin 51 ulostulo-10 akselin epäkeskisyydestä johtuvan epäsäännöllisen momentin takia. Kuvassa 8a näytetty käyrä kuvaa moottorin 51 vaadittua ulostulomomenttia, kuva 8b näyttää korin nopeussignaalin v(t) arvioituna integroimalla korin kiihtyvyyssignaalia x(t), ja kuva 8c näyttää korin paikkasignaalia p(t) arvioituna integroi-15 maila korin kiihtyvyyssignaalia x(t) kahdesti.

: Kuten näytetty kuvassa 9a, koriin 54 kiinnitetyn • · · *:·*: kiihtyvyysanturin 20 tuottama korin kiihtyvyyssignaali x(t) on • · · epävakaa signaali, missä taajuus karakteristisesti vaihtelee *·**· ajan suhteen, koska moottorin 51 ulostuloakselin epäkeskisyy- • · • · · ‘•*•20 destä johtuva epäsäännöllisen momentin taajuus vaihtelee suh-• · · • · · *·* * teessä korin nopeuteen, kuten on näytetty kuvassa 9b. Siksi ai- . . noastaan voimaspektrin kokonaisjakauma kuten näytetty kuvassa • · · • « · 9c saavutetaan ja riippuvuutta nopeussignaalista ei voida tie- • · · tää korin kiihtyvyyssignaalin x(t) yksinkertaisen Fourier- • · *...25 muunnoksen kautta.

• · • · ’·* Kuva 10 on kaavio, joka näyttää korin kiihtyvyyssig- » • · · ’···’ naalin x(t) tavanomaisen aallokemuunnoksen tuloksen, kuvat 11a • · · ' • · • * » « « *** ja 11b ovat kaavioita, jotka näyttävät korin kiihtyvyyssignaa lin x(t) laajennetun aallokemuunnoksen tuloksen korin nopeus-30 signaalin v(t) perusteella, ja kuva 12 on kaavio, joka näyttää 24 korin kiihtyvyyssignaalin x(t) laajennetun aallokemuunnoksen tuloksen korin paikkasignaalin p(t) perusteella.

Esimerkiksi tunnetaan kuvissa 11a ja 11b näytetyistä aallokespektreistä, että spektrin huiput ovat korin nopeussig-5 naalin v(t) ja taajuuden ω = a'1 suhteellista riippuvuutta kuvaavalla linjalla. Kuitenkin on päätetty, että hissin pyörivissä osissa on viallinen pyörivä osa, ja on päätetty nopeuden ja taajuuden suhteellisesta riippuvuudesta, että moottorin 51 ulostuloakseli on viallinen.

10 Kuvat 13-15 näyttävät epävakaan signaalin analyysin tuloksen kun hissin ohjauskiskoissa 56 on vika. Kuvista 13a, 13b ja 13c ensimmäinen näyttää moottorin 51 ulostulomomentin, toinen korin nopeussignaalin v(t) ja kolmas korin paikkasignaalin p(t). Kuvista 14a ja 14b ensimmäinen näyttää korin kiihty- 15 vyyssignaalin x(t) ja toinen korin kiihtyvyyssignaalin x(t) Fourier-muunnoksella saadun voimaspektrin vastaavasti.

Tässä tapauksessa ohjauskiskon 56 liitoksessa on as- • · # ’···* kelma noin 10,7m korkeudella, ja ylöspäin liikkuva kori 54 ai- *φ<* kaa värähdellä ohjauskiskon 56 askelman siihen aiheuttamasta • « ♦ * *'*30 impulsiivisesta ulkoisesta voimasta. On mahdotonta tietää ku-• ♦ . vassa 14b esitetystä Fourier-muunnoksen tuloksesta, mikä aihe- • · · • ♦

Utti impulsiivisen ulkoisen voiman koriin 54.

• · ·

Kuva 15 näyttää korin kiihtyvyyssignaalin x(t) laa-jennetulla aallokemuunnoksella suhteessa korin paikkasignaaliin • · :*:*25 p(t) saadun aallokevoimaspektrin. Kuten on näytetty kuvassa 15, spektrin osassa on terävä muutos, joka vastaa p = I0,7m korin :***; paikka-akselilla, ja on tunnettua, että vika on olemassa ohja-··« . .·. uskiskolla 56 paikassa, joka vastaa korin paikkaa p = 10,7m.

• · · ♦ · ♦ .···. Kuten on ilmeistä edellä olevasta kuvauksesta, kek- • · 30 sinnön mukaisesti, hissin korin 54 kiihtyvyyttä kuvaava korin kiihtyvyyssignaali kohdistetaan laajennetulle aallokemuunnok-selle suhteessa korin nopeuteen, moottorin 51 ulostulomomentin 25 vaihtelu voidaan löytää laajennetun aallokespektrin huippujen ja korin nopeuden suhteellisesta riippuvuudesta, ja viallisen pyörivän osan säde voidaan otaksua suhteellisesta vakiosta.

Samoin viat ohjauskiskoissa 56 ja köydessä voidaan 5 paikallistaa korin kiihtyvyyssignaalin laajennetulla aalloke-muunnoksella suhteessa korin paikkaan saadun laajennetun aallokespektrin vaihtelusta

Sen mukaisesti keksintö parantaa hissin tarkkailu- ja huoltotoimenpiteiden tekokkuutta suuresti. Tarkka analyysi ja 10 vikojen havaitseminen voidaan saavuttaa, vaikka hissin kori matkustaa lyhyen matkan ja ainoastaan pieni määrä mitattua tietoa on käytössä.

Kun keksintöä käytetään hissijärjestelmän tarkkailuun, korin kiihtyvyyssignaaliin mukaanluetusta värähtelyspekt-15 ristä paikallistetun korin paikan ja korin nopeuden välinen riippuvuus voidaan helposti tietää, ja viat voidaan helposti paikallistaa.

• · * · ·»« • · · *·“” Esimerkki 2 •Jo

Keksinnön mukainen esimerkin 2 epävakaan signaalin • · • · · analysaattori sovellettuna rautatievaunuun tarkkailtavana jär- • · · • · · jestelmänä kuvataan alla viittauksin kuviin 16 ja 17. Joskus rautatievaunu kehittää epänormaaleja värähtelyjä ja melua kulu- • * « • ♦ ,·;·^5 neitten pyörien pyörimisestä tai vääntyneiden tai kierojen rai-♦ · · teiden toimista johtuen, mitkä voivat olla syynä matkustusmuka- • · • · · vuuden huonontumiseen, tehdä matkustajien olon epämiellyttäväk- • · • · · • si ja aiheuttaa rautatieonnettomuuksia. Rautatievaunun vianha- ♦ · · • · · vaitsemisjärjestelmään sisällytetty epävakaan signaalin analy- • · • » 30 saattori kuvataan seuraavassa.

26

Kuva 16 on epävakaan signaalin analysaattorin lohko-kaavio ja kuva 17 on apukuva, joka selittää epävakaan signaalin analysaattorin sijoittelun rautatievaunuun.

Kuvaan 16 viitaten esimerkin 2 epävakaan signaalin 5 analysaattori on varustettu, vastaustiedon mittausvälineenä 1, kiihtyvyysanturilla 30 ja äänianturilla 31, jotka on sijoitettu rautatievaunuun 32 kuten on näytetty kuvassa 17. Vastaustiedon mittausvälineenä 1 toimivien kiihtyvyysanturin 30 ja ääniantu-rin 31 ulostulosignaalit annetaan aallokemuunnoksen laskuväli-10 neelle 2. Aallokemuunnoksen laskuväline 2 muuntaa kiihtyvyysanturin 30 ja äänianturin 31 ulostulosignaalit aallokespektriksi.

Rautatievaunu 32 on varustettu paikka-anturilla 33 ja kooderilla 34, kuten on näytetty kuvassa 17. Paikka-anturi 33 tunnistaa rataan asetetut etäisyysmerkit 35. Kooderi 34 on kyt-15 ketty rautatievaunun 32 pyörään pyörän pyörimisen havaitsemiseksi .

Kuten näytetty kuvassa 16, epävakaan signaalin analy-saattori on varustettu nopeuden- ja paikanhavaitsemisvälineellä * * 36, joka päättelee junan matkustusnopeuden ja paikan, toisin • · · • · *•••20 sanoen tietyt ominaisuudet, paikka-anturin 33 ja enkooderin 34 [ tuottamien signaalien perusteella, ja tuottaa aika-paikkatiedon ♦ ♦ · * · » *.* tai aika-nopeustiedon. Aika-paikkatieto tai aika-nopeustieto • · · • · ♦ tallennetaan aika-tilamuunnostauluun 4.

• · Aallokemuunnoksen laskuvälineen 2 laskema aallo- • · · * · · • · .—.'25 kespektri annetaan aikakoordinaatin epälineaariselle muunnosvä-lineelle 3. Aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline 3 • · • · · .···. muuntaa aallokespektrin aikakoordinaatin paikkakoordinaatiksi • · • · » *. tai nopeuskoordinaatiksi aika-paikkatiedon tai aika-• · · • · · I” nopeustiedon perusteella laajennetun aallokespektrin tuottami- • · 30 seksi.

Aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen 3 tekemän muunnoksen tulos annetaan vian havaitsemisvälineelle 8.

27

Vian havaitsemisväline 8 tutkii muunnoksen tuloksen päättääk-seen, onko rautatievaunussa 32 vikaa vai ei.

Kun päätetään rautatievaunun 32 tilaa yhdellä toimintatilan päättämisvälineellä, vian havaitsemisväline 8 vertaa 5 laajennettua aallokespektriä suhteessa paikkaan ja aikaan vertailu laajennetulla aallokespektrillä, joka on saatu aikaisemmin normaaleissa olosuhteissa, ja päättää, että jotain on vialla kiskoissa, jos ero laajennetun aallokespektrin ja vertailu laajennetun aallokespektrin välillä ei ole pienempi kuin kyn-10 nys, ja paikallistaa vian raiteessa.

Kun päätetään rautatievaunun 32 tilaa toisella toimintatilan päättämisvälineellä, vian havaitsemisväline 8 tutkii rautatievaunun 32 tilaa vertaamalla laajennettua aallokespektriä nopeuden suhteen ja taajuutta aikaisemmin normaaleissa olo-15 suhteissa saatuun vertailu laajennettuun aallokemuunnokseen, ja päättää, että jotain on vialla rautatievaunun 32 pyörissä, jos ero laajennetun aallokespektrin ja vertailu laajennetun aallo-•‘JJ kespektrin välillä ei ole pienempi kuin kynnys, ja selvittää viallisen pyörän.

• •I

‘...2 0 Normaalia toimintatilaa kuvaava vertailu laajennettu aallokespektri, jota käytetään kriteerinä päätettäessä onko • · • · · ·*** rautatievaunun 32 toimintatila normaali vai ei, tuotetaan etu-• · · • · · • · · ’ käteen rautatievaunun 32 normaalia toimintatilaa kuvaavan tie- . . don perusteella.

• * i • · · •••25 Vian havaitsemisvälineen 8 tekemän tutkimuksen tulos • · · • · · annetaan vikainformaation näyttövälineelle 9 (näyttö- ja varoi- • · • · · \..m tusväline) . Jos rautatievaunussa 32 löydetään jotain vikaa, vi- • · »»· • an näyttöväline 9 antaa varoituksen operaattorille. Informaatio • · · • · · *” vian havaitsemisvälineen 8 tekemän tutkimuksen tuloksesta lä- • 9 • 9 30 hetetään kaapelilla tai radioliikennevälineellä 37 junatoimin-nan tarkkailukeskukseen asennettuun vastaanotinvälineeseen 38, 28 ja informaatio näytetään junatoiminnan tarkkailukeskukseen asennetulla näyttövälineellä 7.

Vaikka esimerkin 2 epävakaan signaalin analysaattori on tarkoitettu suorittamaan funktionsa reaaliaikatilassa, epä-5 tyydyttävä signaalianalysaattori voi suorittaa funktionsa eril-1iskäsittelytilassa.

Vaikka esimerkin 2 epävakaan signaalin analysaattori, toisin sanoen vian diagnosointi järjestelmä, on asennettu rautatievaunuun, epävakaan signaalin analysaattori rautatievaunun 10 ulkopuolelle, ja kiihtyvyysanturi 30 ja äänianturi 31 voidaan asentaa rataan.

Esimerkki 3 15 Esimerkin 3 keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori käytettäessä yleiskäyttöisenä vian diagnosointi-järjestelmänä vikojen analysoimiseksi määrittelemättömässä tarkkailtavassa kohteessa kuvataan alla viittauksin kuviin 18- * ' 21. Esimerkin 3 epävakaan signaalin analysaattori on sisäisesti ··· • · *•••20 antureilla, laskuvälineellä ja näyttövälineellä varustettu kan- • · nettava analysaattori tai kannettava vian diagnosointilaite.

• · · ♦ · ·

Kuva 18 epävakaan signaalin analysaattorin 40, toisin • · · • · · sanoen yleiskäyttöinen vian havaitsemisvälineen, perspektiivi-kuva, esimerkissä 3, ja kuva 19 on lohkokaavio, joka näyttää • · · • · .*:*.25 epävakaan signaalin analysaattorin 40 sisäisen konfiguraation.

./ Viitaten kuviin 18 ja 19, epävakaan signaalin analysaattorissa • · · .···. 40 on näyttöosa 41 analyysin kautta saadun laajennetun aallo- • · • · · *. kespektrin näyttämiseksi. Näyttöosa 41 mahdollistaa operaatto- • · · • · · '···' rin määritellä tietyn alueen näytöllä osoitusvälineellä 42, ku- • · • · · 30 ten elektronisella kynällä tai hiirellä.

Epävakaan signaalin analysaattori 40 on varustettu sisäisellä kiihtyvyysanturi 43, toisin sanoen vastaustiedon 29 mittausvälineellä, ja ulkoisella signaalin sisääntuloliittimel-lä 44. Kiihtyvyysanturin 43 tuottama kiihtyvyyssignaali ja ulkoisen sisääntuloliittimen 44 kautta vastaanotettu ulkoinen signaali siirretään sisäiseen sisäiseen keskusyksikköön (CPU) 5 45. Anturien tuottama informaatio tallennetaan keskusyksikköön 45 liitettyyn tallennusvälineeseen 46. Keskusyksikkö 45 suorittaa toimitukset laajennetuksi aallokemuunnokseksi.

Kuva 20 näyttää esimerkillä näyttöyksikön 41 näytöllä näytetyn laajennetun aallokespektrin, missä tietty tilamuuttu- 10 ja, kuten tarkkailtavan kohteen paikka tai nopeus, mitataan vaaka-akselilla, taajuus mitataan pystyakselilla, ja laajennetun aallokespektrin voiman suuruus kuvataan korkeuskäyrillä. Laajennetun aallokespektrin voiman suuruus voidaan esittää väreillä .

15 Operaattori käyttää osoitusvälinettä 42, kuten elekt ronista kynää tai hiirtä, merkitäkseen vaihtoehtoisen muotoisen tietyn alueen, joka kohdistetaan diagnoosille näytön linjoilla. Sitten laajennetun aallokespektrin merkityn alueen kuvaama tie- * ' to eristetään ja eristetty tieto kohdistetaan vian havaitsemis- • · · • m ’•••20 toimitukselle. Vian havaitsemistoimitus voidaan suorittaa ole- , / tuksella, että laajennetun aallokespektrin osien arvot muilla • · · • · · l.l näytön alueilla kuin merkityllä alueella ovat nollia.

• · · • · ·

Alueen merkitsemisen jälkeen suoritettava vian ha-vaitsemistoimitus selitetään viittauksin kuvaan 21, missä osoi- • * · • · ;*:*.25 tettuna 47:llä on alueen määrittelyvälineet sisältäen osoitus- ··) välineen 42 , ja 48:ssa tiedon eristämisväline laajennetun aal- • *·· .*··. lokespektrin merkittyä aluetta kuvaavan tiedon eristämiseksi • · • · · tai laajennetun aallokespektrin osien asettamiseksi nollaksi • · · • · · lll^ muilla näytön alueilla kuin merkityllä alueella.

• · 30 Täten käsitelty tieto annetaan vian havaitsemisväli- neelle 8, ja sen jälkeen vian havaitsemisvälien 8 suorittaa lausekkeiden 12 ja 13 kuvaamat toimitukset päättääkseen onko 30 tarkkailtavassa kohteessa vikaa vai ei. Näyttöväline 7 näyttää vian havaitsemisvälineen 8 tekemän päätöksen tulokset. Näyttö-osaa 41 voidaan käyttää näyttövälineenä 7.

Koska näyttöosan 41 näyttämä laajennetun aallo-5 kespektrin osa voidaan määritellä ja eristää alueen määrittely-välineellä 47 ja tiedon eristämisvälineellä 48, operaattori pystyy määrittelemään näyttövälineen 41 näyttämään laajennetun aallokespektrin osan, jolla on normaalitilasta selvästi eroavia ominaisuuksia, analysoidakseen ainoastaan tietyn osan vian ha-10 vaitsemisvälineellä 8. Vastaavasti vian havaitseminen voidaan saavuttaa parannetulla tarkkuudella ilman melun, häiriöiden ja muitten tekijöitten vaikutusta, jotka sisältyvät muihin alueisiin kuin tiettyyn alueeseen.

Kuten on selvää edelläolevasta kuvauksesta, keksinnön 15 mukaisen epävakaan signaalin analysaattori kykenee varmasti havaitsemaan viat tarkkailtavassa kohteessa tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan taajuuden riippuvuuden määrittelemisen kautta, ja korrelaation tietyn tilamuuttujan ja taajuuden vaih-telun välillä.

• · · *‘...20

Toinen toteutusmuoto • · • · · • · · • · ··· • · · • · ·

Keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukainen epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävä tallennusvä- • · · • · ,·;·.25 line kuvataan alla viittauksin kuviin 23 ja 24.

• · ·

Toisen toteutusmuodon epävakaan signaalin analysoin- • · · ]..·, tiohjelman sisältävä tallennusväline on tietokoneen luettava • · • · · ·. tallennusväline.

• · · ♦ · ·

Epävakaan signaalin analysointiohjelma saa tietoko- • · ··« 30 neen suorittamaan laajennetun aallokemuunnoksen laskuvälineen 1 aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen 3 ja tila- 31 muuttujan säätövälineen, nimittäin aika-tilamuutostaulun 4 ja tilan arviointivälineen 6, funktiot.

Epävakaan signaalin analysointiohjelma voi sisältää lisäohjelman, joka saa tietokoneen suorittamaan vian havaitse-5 misvälineen 8 funktiot.

Tämän toteutusmuodon ohjelman suorittamat analysointivaiheet ovat samat vaiheet kuin yllä mainitun ensimmäisen toteutusmuodon ja sen muunnosten, ja yllämainitut ensimmäisen to-teustusmuodon esimerkit l:stä 3 reen.

10 Kuva 22 on perspektiivikuva tietokonejärjestelmästä, jota käytetään keksinnön mukaisen toisen toteutusmuodon tallennusvälineeseen tallennettun epävakaan signaalin analysointiohjelman lukemiseen. Tämän toteutusmuodon tallennusvälineeseen tallennettu ohjelma luetaan tietokonejärjestelmään 50 sisälly-15 tetyllä tallennusvälineen asemavälineellä kuten kuvassa 22 on näytetty käytettäväksi epävakaan signaalin analysoimiseen.

Kuten on näytetty kuvassa 22, tietokonejärjestelmä 50 käsittää tietokoneen rungon 51 sijoitettuna koteloon, kuten mi-

* 1 nitorni tai vastaava, näyttövälineen 52, kuten CRT

«t· • · *···£θ (katodisädeputki) , plasmanäyttö, LCD (nestekidenäyttö) tai vas- • ♦ . . taava, tulostimen 53 tallenteen tulostusvälineenä, näppäimistön • · · • · · 54a ja hiiren 54b syöttövälineinä, levykeasemavälineen 56 ja • · · CD-ROM asemavälineen 57.

Kuva 23 on lohkokaavio tietokonejärjestelmästä, jota • · · ^ • · ;1:·.25 käytetään toisen toteutusmuodon tallennusvälineeseen tallenne- :·’ tun epävakaan signaalin analysointiohjelman lukemiseen. Tieto- • ·· .···. konerungon 51 sisältävä kotelointi lisäksi sisältää sisäisen • · • · · muistin 55, kuten RAM (Random Access Memory) tai vastaava, ja • 1 · .···. ulkoisen muistin, kuten kovalevyasemayksikön 58 tai vastaavan.

• · ·· · 30 Kuten näytetty kuvassa 22, analysointi ohjelman tal lentava levyke 61 laitetaan sisään levykeasemavälineen rakoon ja luetaan perustuen oikeaan sovellusohjelmaan. Tallennusväline 32 ei ole ainoastaan rajoitettu levykkeeseen 61 ja voi olla CD-ROM (Read Only Memory) 62. Tallennusväline voi olla MO (Magneto Optical) levy, optinen levy, DVD (Digital Versatile Disk), kort-timuisti, magneettinen nauha tai muut mitä ei ole näytetty.

5

Teollinen käyttökelpoisuus

Keksinnön mukainen epävakaan signaalin analysaattori ja epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävä tallennus-10 väline ovat laajasti käytettävissä tarkkailtavan kohteen, kuten hissin tai rautatievaunun, epävakaan tilan analysointiin ottamalla vastaavuuden ja kausaalisen riippuvuuden tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan ja taajuuden vaihtelun välillä.

• · · • · · • · · • · «·· • · • · ··· • · • « • · ♦ • · · • · • · · • · · • · • · · • ♦ ♦ • · • · · • · · • · · • · • # • ·· ··· • · • · ··· • · · • · ♦ ··· 1 2 3 · 2 • · 3

Claims (19)

1. Epävakaan signaalin analysaattori tarkkailtavan kohteen (10) tuottaman epävakaan signaalin analysointiin, tunnettu siitä, 5 että se käsittää: aallokemuunnoksen laskuvälineen (2) aallokespektritiedon tuottamiseksi epävakaan signaalin aallokemuunnoksen kautta; tilanvaihtelufunktion säätövälineen tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan vaihtelua ajan suhteen kuvaavan tilan-10 vaihtelufunktion säätämiseksi; ja aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen (3) aallokespektritiedon aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaarisesta tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi käyttämällä tilanvaihtelufunktion säätövälineen säätämän tilanvaihtelufunktion 15 käänteisfunktiota.

2. Epävakaan signaalin analysaattori tarkkailtavana kohteena (10) olevaan hissiin sisältyvän korin kiihtyvyyttä kuvaavan epä- : vakaan signaalin analysoimiseksi, tunnettu siitä, että se käsit- ·· · ·;··· 20 tää: :***: aallokemuunnoksen laskuvälineen (2) aallokespektritiedon • · · ·;·*: tuottamiseksi korin mitattua kiihtyvyyttä kuvaavan epävakaan signaalin aallokemuunnoksen kautta; • · tilanvaihtelufunktion säätövälineen korin pystysuoraa 25 paikkaa tai pystysuoraa nopeutta tilamuuttujana ajan suhteen kuvaavan tilanvaihtelufunktion säätämiseksi; ja • · :***: aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen (3) • · · .···. aallokespektritiedon aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaari- • · ·»« sesti pystysuoran paikan tai pystysuoran nopeuden koordinaatiksi • · • , 30 käyttämällä tilanvaihtelufunktion säätövälineen säätämän tilan-• · . . vaihtelufunktion käänteisfunktiota. ♦ « f • ·♦ ♦ ·

3. Vaatimusten 1 tai 2 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline (3) muuntaa aallokespektritiedon aikakoordinaatin epälineaarisesti tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi käyttämällä seuraavaa lauseketta: , . ’'r1 1 ,t(z-b) <Λ(ζ) , wt(a,b)= I -ϊ=Φ(Λ-)x(t(z))-—dz Λα/Η α * mikä kuvaa laajennettua aallokemuunnosta.

4. Vaatimusten 1 tai 2 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosväline (2) jakaa aallokespektritiedon ajan suhteen tietolohkoihin, uudelleen järjestelee tietolohkot tilamuuttujan suuruuden mukaan ajan ja tilamuuttujan, tai tilavaihtelufunktion, yhteyden näyttävän 15 tietotaulun (4) perusteella ja arvioi tietolohkojen väliarvot interpolaatio- ja tasoitustekniikalla siten muuntaen aallokespektritiedon aikakoor-dinaatin epälineaarisesti tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi. • · · • · · • · · ·:1·· 20

5. Minkä tahansa vaatimuksen 1-4 mukainen analysaattori, :***: tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vastaustiedon mittaus- ·;·1: välineen (1) epävakaan signaalin mittaamiseksi. • · • · · • · · • ·

6. Minkä tahansa vaatimuksen 1-5 mukainen analysaattori, m 25 tunnettu siitä, että tilanvaihtelufunktion säätöväline arvioi tilanvaihtelufunktiota tarkkailtavan kohteen (10) tilamuuttu-jasta, joka on muu kuin tietty tilamuuttuja, mitatun tiedon • · · .·**. perusteella. • · « ·· » • · • # 30

7. Vaatimuksen 6 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että ] tarkkailtavan kohteen (10) tilamuuttujan, joka on muu kuin tietty • · · tilamuuttuja, mitattu tieto on epävakaan signaalin mitattu tieto.

8. Vaatimuksen 6 tai 7 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että tilanvaihtelufunktion säätöväline arvioi tilanvaihtelu-funktiota arvioimalla tietyn tilamuuttujan vaihtelua tarkkailtavan kohteen (10) tilamuuttujasta, joka on muu kuin tietty tila- 5 muuttuja, ajan suhteen mitatun tiedon pohjalta käyttämällä tarkkailtavan kohteen (10) dynaamiseen karakteristiseen malliin perustuvaa tilanhavainnointijärjestelmää tai Kalman suodatinta.

9. Minkä tahansa vaatimuksen 1-5 mukainen analysaattori, tun-10 nettu siitä, että tilanvaihtelufunktion säätöväline määrittelee tilanvaihtelufunktion tietystä tilamuuttujasta mitatun tiedon perusteella.

10. Minkä tahansa vaatimuksen 1-5 mukainen analysaattori, tun-15 nettu siitä, että tilanvaihtelufunktion säätövälineen käyttämä tilanvaihtelufunktio on määritelty etukäteen.

11. Minkä tahansa vaatimuksen 1-10 mukainen analysaattori, tun- : nettu siitä, että se lisäksi käsittää näyttövälineen (7) aika- ·· · ·;··· 20 koordinaatin epälineaarisen muunnosvälineen (3) koordinaatti- järjestelmässä tekemän analyysin tuloksen näyttämiseksi osoittaen • · · ·;··· ainakin tietyn tilamuuttujan ja taajuuden koordinaatit. • · • · · • · « • » :1·1:

12. Vaatimuksen 11 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että 25 se lisäksi käsittää vian havaitsemisvälineen (8) vian havaitsemi- :Y: seksi tarkkailtavassa kohteessa (10) aikakoordinaatin epälineaa- • · risen muunnosvälineen (3) tekemän analyysin perusteella.

* · · .···. 13. Vaatimuksen 12 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että • · • · · se lisäksi käsittää: • · • # 30 alueen määrittelyvälineen aikakoordinaatin epälineaarisen I muunnosvälineen (3) analyysin tuloksena saadun ja näyttövälineel- • · · 1’ lä näytetyn tietyn alueen määrittelemiseksi aallokespektrissä, ja tiedon eristämismisvälineen tiedon eristämiseksi spektrin osasta, alueen määrittelyvälineellä määritetyllä tietyllä alueella, ja spektrin osan eristetyn tiedon lähettämiseksi vian havait-semisvälineelle. 5

14. Vaatimuksen 12 tai 13 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että vian havaitsemisvälineen (8) tekemän havaitsemisen tulos näytetään näyttövälineellä (7).

15. Minkä tahansa vaatimuksen 12-14 mukainen analysaattori, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vian näyttövälineen (9) vian havaitsemisvälineen (8) tekemän havaitsemisen tuloksen näyttämiseksi .

16. Epävakaan signaalin analysointiohjelman sisältävä tallen nusväline, joka määrittelee toimituksen tarkkailtavan kohteen (10) tuottaman epävakaan signaalin analysoimiseksi, jonka suorittaa tietokone, tunnettu siitä, että epävakaan signaalin analy- : sointiohjelma saa tietokoneen suorittamaan: • · · *:**: 20 aallokekemuunnoksen laskufunktion aallokespektritiedon : tuottamiseksi epävakaan signaalin aallokemuunnoksen kautta; *:**: tilanvaihtelufunktion säätöfunktion tarkkailtavan kohteen tietyn tilamuuttujan vaihtelua kuvaavan tilanvaihtelufunktion : : ; säätämiseksi; ja 25 aikakoordinaatin epälineaarisen muunnosfunktion aalloke- • · ί#: ϊ spektritiedon aikakoordinaatin muuntamiseksi epälineaarisesti • · · tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi käyttämällä tilanvaihtelu- ,···. funktion käänteisfunktiota. • » *♦· » • ♦ *. 30

17. Vaatimuksen 16 mukainen tallennusväline, tunnettu siitä, • · . . että tarkkailtava kohde (10) on hissi, epävakaa signaali on • · · • ·· signaali, ja tietty tilamuuttuja on korin pystysuora paikka tai pystysuora nopeus.

18. Vaatimuksen 16 tai 17 mukainen tallennusväline, tunnettu 5 siitä, että aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosfunktio suorittaa aallokespektritiedon aikakoordinaatin epälineaarisen muunnoksen käyttämällä seuraavaa lauseketta: wt{a,b)= J b^)x(t(z))C~-dz l0 A#i 1 1 mikä kuvaa laajennettua aallokemuunnosta.

19. Vaatimuksen 16 tai 17 mukainen tallennusväline, tunnettu siitä, että aikakoordinaatin epälineaarinen muunnosfunktio jakaa 15 aallokespektritiedon ajan suhteen tietolohkoihin, uudelleen järjestelee tietolohkot tilamuuttujan suuruuden mukaan ajan ja tila-muuttujan, tai tilavaihtelufunktion, yhteyden näyttävän tieto-taulun (4) perusteella ja arvioi tietolohkojen väliarvot inter-: polaatio- ja tasoitustekniikalla siten muuntaen aallokespektri- *:··· 20 tiedon aikakoordinaatin epälineaarisesti tietyn tilamuuttujan koordinaatiksi. • · · • · • · • · · • · · • · ··1 • · · • · · • » • · · • · · • · • · · • · • · • · · • · · • · • · ··· • · · ♦ · • · · • ·· • »