JP2014170270A - Analysis device and analysis method for time series data - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a characteristic of a phase for time series data which has the characteristic in the period and the phase based on the period.SOLUTION: An analysis device 1 includes a sine wave superposition section 6, an attractor constitution section 7, and an orbit parallel measurement calculation section 8. The sine wave superposition section 6 acquires time series data accumulated in a time series data accumulation section 5, and superposes a sine wave of a preset frequency on the acquired time series data. The attractor constitution section 7 performs embedding processing in a preset delay time and an embedding dimension for sine wave superposition time series data on which the sine wave is superposed, and constitutes an attractor. The orbit parallel measurement calculation section 8 obtains an orbit parallel measurement of the constituted attractor. The time series data is evaluated on the basis of the attractor or the orbit parallel measurement.

Description

本発明は、時系列データのカオス解析技術に関する。   The present invention relates to a chaos analysis technique for time series data.

産業用分野におけるプラント設備や機器の持続可能性を確保するため、適切にプラント設備や機器の維持管理を行うことが求められている。特に、プラント設備や機器の異常や故障をいち早く検出し、適切な処置を施すことは、メンテナンスコストを低減するだけでなく、利用者の安心・安全を担保するため不可欠な要素となる。   In order to ensure the sustainability of plant facilities and equipment in the industrial field, it is required to appropriately maintain and manage the plant equipment and equipment. In particular, detecting abnormalities and failures in plant facilities and equipment as soon as possible and taking appropriate measures is an indispensable element not only for reducing maintenance costs but also for ensuring the safety and security of users.

これらのプラント設備や機器の異常検知や異常予測等を効率的に行うため、プラント設備や機器で検出された時系列データに対して、カオス理論に基づく解析を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1)。カオス理論に基づく解析では、計測された時系列データを時間遅れ座標系に埋め込んで再構成し、アトラクタを描画する(例えば、非特許文献2)。非特許文献2に記載されているように、再構成されたアトラクタが元の力学系を適切に表現するために必要な遅れ時間や埋め込み次元の決定方法があり、埋め込みに用いる遅れ時間は通常、時系列データの主要な周期や自己相関関数に基づいて決定される。   In order to efficiently perform abnormality detection and abnormality prediction of these plant facilities and equipment, a method for analyzing based on chaos theory for time series data detected by the plant equipment and equipment has been proposed (for example, Patent Document 1, Non-Patent Document 1). In the analysis based on the chaos theory, the measured time series data is reconstructed by embedding it in the time delay coordinate system, and the attractor is drawn (for example, Non-Patent Document 2). As described in Non-Patent Document 2, there is a method for determining the delay time and the embedding dimension required for the reconstructed attractor to appropriately represent the original dynamic system, and the delay time used for embedding is usually It is determined based on the main period of the time series data and the autocorrelation function.

そして、特許文献1に記載されているように、再構成されたアトラクタの各点近傍における時系列データの軌道方向の揃い具合を数値化した軌道平行測度を算出し、算出された軌道平行測度に基づいて時系列データの評価が行われる。   Then, as described in Patent Document 1, the trajectory parallel measure is calculated by quantifying the degree of alignment of the trajectory direction of the time series data in the vicinity of each point of the reconstructed attractor, and the calculated trajectory parallel measure is calculated. Based on this, the time series data is evaluated.

プラント設備や機器で計測された時系列データは、計測条件から決定される固有の周期及びその周期を基準とした位相に特徴を持つ場合がある。例えば、部分放電を測定するために電気設備で計測されるAE信号やUHF信号は、部分放電や電気設備由来の環境ノイズが電圧変動に伴って発生するため電源周波数を基準とした位相に特徴が出る。また、回転機のベアリング状態を診断するために計測される振動データは、振動が回転機の回転に伴って発生するため回転周波数を基準とした位相に特徴が出る。   Time-series data measured by plant equipment and equipment may be characterized by a specific period determined from measurement conditions and a phase based on that period. For example, AE signals and UHF signals measured by electrical equipment to measure partial discharge are characterized by a phase based on the power supply frequency because environmental noise from partial discharge and electrical equipment is generated with voltage fluctuation. Get out. Further, the vibration data measured for diagnosing the bearing state of the rotating machine is characterized by a phase based on the rotation frequency because vibration is generated as the rotating machine rotates.

特許第3785703号公報Japanese Patent No. 3785703

蓬田 倫之、林 孝則、「時系列データから異常検知する逐次軌道平行測度法」、平成24年電気学会全国大会、2012年3月、pp.146−147Tomoyuki Hamada, Takanori Hayashi, “Sequential orbit parallel measure method for detecting anomalies from time series data”, 2012 Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, March 2012, pp. 146-147 合原 一幸、「カオス時系列解析の基礎と応用」、産業図書、2000年11月Kazuyuki Aihara, “Basics and Applications of Chaos Time Series Analysis”, Sangyo Tosho, November 2000

しかしながら、従来のカオス理論に基づく解析手法では、計測された時系列データをアトラクタに再構成するため、外的条件で設定される基準周波数はアトラクタに反映されない。また、基準周波数を元に遅れ時間を設定しても、再構成されたアトラクタ上では基準周波数の各位相に対応する点が入り乱れ、位相の特徴を読み解くことは困難となっていた。そして、アトラクタに位相の特徴が反映されにくいことから、このアトラクタに基づいて軌道平行測度を算出した場合にも、軌道平行測度に基づいて位相の特徴を読み解くことが困難となる。   However, in the analysis method based on the conventional chaos theory, since the measured time series data is reconstructed into the attractor, the reference frequency set in the external condition is not reflected in the attractor. Even if the delay time is set based on the reference frequency, points corresponding to the phases of the reference frequency are disturbed on the reconstructed attractor, and it is difficult to read and understand the phase characteristics. Since the phase feature is difficult to be reflected in the attractor, it is difficult to read the phase feature based on the orbit parallel measure even when the orbit parallel measure is calculated based on the attractor.

上記事情に鑑み、本発明は、周期及びその周期を基準とした位相に特徴を持つ時系列データに対して、その位相の特徴を検出することに貢献するカオス解析技術を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a chaos analysis technique that contributes to detecting a phase characteristic of time series data having a characteristic of a period and a phase based on the period. Yes.

上記目的を達成する本発明の時系列データの解析装置、この解析装置による解析方法、及び、この解析装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムは、周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳し、正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行うことを特徴としている。   The time series data analysis apparatus of the present invention that achieves the above object, the analysis method by this analysis apparatus, and the program for causing a computer to function as each means of this analysis apparatus are provided for time series data having periodic characteristics. A feature is that a sine wave having the same frequency as the period that is characteristic of the time series data is superimposed, and the time series data on which the sine wave is superimposed is embedded in the n-dimensional state space.

本発明によれば、カオス解析手法を用いた時系列データの解析技術において、周期及びその周期を基準とした位相に特徴を持つ時系列データに対して、その位相の特徴を検出することに貢献することができる。   According to the present invention, in the time-series data analysis technique using the chaos analysis method, it contributes to detecting the phase feature of the time-series data having the phase and the phase based on the cycle. can do.

本発明の実施形態に係る時系列データの解析装置の概略図である。It is a schematic diagram of a time series data analysis device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る時系列データの解析装置の処理手順を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the process sequence of the time series data analyzer which concerns on embodiment of this invention. (a)インバータノイズ環境下で計測される時系列データを示す図、(b)インバータノイズ環境下で計測された時系列データを3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows the time series data measured under an inverter noise environment, (b) The figure which shows the attractor which embedded the time series data measured under the inverter noise environment in the three-dimensional state space. インバータノイズに基づく波形を含む時系列データを示す図であり、(a)解析装置に入力される時系列データを示す図、(b)解析装置に入力される時系列データと被計測対象である電気機器の電源周波数と同じ周波数の正弦波とを重ねて表示した図、(c)解析装置に入力される時系列データに被計測対象である電気機器の電源周波数と同じ周波数の正弦波を重畳させた時系列データを示す図である。It is a figure which shows the time series data containing the waveform based on inverter noise, (a) The figure which shows the time series data input into an analyzer, (b) The time series data input into an analyzer, and a to-be-measured object The figure which displayed the sine wave of the same frequency as the power supply frequency of the electric equipment superimposed, (c) The sine wave of the same frequency as the power supply frequency of the electric equipment to be measured is superimposed on the time series data input to the analysis device It is a figure which shows the time series data made to do. 図4(c)に示す時系列データを3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。It is a figure which shows the attractor which embedded the time series data shown in FIG.4 (c) in the three-dimensional state space. 部分放電に基づく波形を含む時系列データを示す図であり、(a)解析装置に入力される時系列データを示す図、(b)解析装置に入力される時系列データと被計測対象である電気機器の電源周波数と同じ周波数の波形とを重ねて表示した図、(c)解析装置に入力される時系列データに被計測対象である電気機器の電源周波数と同じ周波数の波形を重畳させた時系列データを示す図である。It is a figure which shows the time series data containing the waveform based on partial discharge, (a) The figure which shows the time series data input into an analyzer, (b) The time series data input into an analyzer, and a to-be-measured object The figure which displayed the waveform of the same frequency as the power supply frequency of the electric equipment, (c) The waveform of the same frequency as the power supply frequency of the electric equipment to be measured was superimposed on the time series data input to the analysis device It is a figure which shows time series data. 図6(c)に示す時系列データを3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。It is a figure which shows the attractor which embedded the time series data shown in FIG.6 (c) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 1 time), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 1 time) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅2倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅2倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (2 times amplitude), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superposition time series data (2 times amplitude) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅5倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅5倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 5 times), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 5 times) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅10倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅10倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 10 times), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superimposition time series data (amplitude 10 times) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅20倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅20倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 20 times), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 20 times) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅50倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅50倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 50 times), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superimposition time series data (amplitude 50 times) in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅100倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅100倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 100 times), (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 100 times) in the three-dimensional state space. (a)時系列データに重畳する正弦波を示す図、(b)正弦波を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows the sine wave superimposed on time series data, (b) The figure which shows the attractor which embedded the sine wave in the three-dimensional state space. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍、周波数25倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍、周波数25倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 1 time, frequency 25 times), (b) The attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 1 time, frequency 25 times) in the three-dimensional state space. FIG. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍、周波数10倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅1倍、周波数10倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) The figure which shows sine wave superimposition time series data (amplitude 1 time, frequency 10 times), (b) The attractor which embedded the sine wave superposition time series data (amplitude 1 time, frequency 10 times) in the three-dimensional state space. FIG. (a)正弦波重畳時系列データ(振幅2倍、周波数10倍)を示す図、(b)正弦波重畳時系列データ(振幅2倍、周波数10倍)を3次元状態空間に埋め込んだアトラクタを示す図である。(A) A diagram showing sinusoidal superimposed time series data (2 times amplitude, 10 times frequency), (b) an attractor in which sinusoidal superimposed time series data (2 times amplitude, 10 times frequency) is embedded in a three-dimensional state space. FIG.

本発明の実施形態に係る時系列データの解析装置、解析方法及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。   A time-series data analysis apparatus, analysis method, and program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る時系列データの解析装置1の概略を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of a time-series data analysis apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、解析装置1には、被計測対象2から時系列データが入力され、解析装置1の解析結果が出力部3に出力される。   As shown in FIG. 1, time-series data is input from the measurement target 2 to the analysis apparatus 1, and the analysis result of the analysis apparatus 1 is output to the output unit 3.

被計測対象2は、例えば、変圧器、開閉装置または回転機といった電気機器等である。被計測対象2にはセンサ等が設置され、センサ等により検出された発光・発熱・パルス電流・電磁波・超音波等の時系列データが解析装置1に送信される。なお、解析装置1に入力される時系列データは、予め収集された時系列データを蓄積したファイル等であってもよい。   The measurement target 2 is, for example, an electric device such as a transformer, a switchgear, or a rotating machine. A sensor or the like is installed in the measurement target 2, and time series data such as light emission, heat generation, pulse current, electromagnetic wave, and ultrasonic wave detected by the sensor or the like is transmitted to the analysis device 1. Note that the time series data input to the analysis apparatus 1 may be a file or the like in which time series data collected in advance is stored.

出力部3は、例えば、解析装置1の解析結果を出力するディスプレイ、プリンタ、解析装置1の解析結果を保存するストレージ等である。出力部3の出力に基づいて、時系列データの確認や評価を行ったり、解析結果が別の用途(例えば、波形に異常が現れたことを知らせる警報の出力)に利用されたりする。   The output unit 3 is, for example, a display or printer that outputs the analysis result of the analysis device 1, a storage that stores the analysis result of the analysis device 1, or the like. Based on the output of the output unit 3, the time series data is confirmed and evaluated, or the analysis result is used for another purpose (for example, output of an alarm notifying that an abnormality has occurred in the waveform).

解析装置1は、時系列データ収集部4、時系列データ蓄積部5、正弦波重畳部6、アトラクタ構成部7、軌道平行測度計算部8、及び設定・制御部9を有する。   The analysis device 1 includes a time-series data collection unit 4, a time-series data storage unit 5, a sine wave superimposing unit 6, an attractor configuration unit 7, a trajectory parallel measure calculation unit 8, and a setting / control unit 9.

時系列データ収集部4は、時系列データを被計測対象2から適宜収集する。   The time series data collection unit 4 appropriately collects time series data from the measurement target 2.

時系列データ蓄積部5は、収集した時系列データを蓄積する。蓄積された時系列データは、正弦波重畳による解析等に供される。   The time series data storage unit 5 stores the collected time series data. The accumulated time series data is used for analysis by sine wave superposition.

正弦波重畳部6は、時系列データ蓄積部5に蓄積された時系列データを取得し、取得した時系列データに予め設定された周波数の正弦波を重畳する。正弦波重畳部6は、時系列データが周期的な特徴を有する場合、その周期と同じ周波数の正弦波を時系列データに重畳する。例えば、被計測対象2が電気機器の場合は、電気機器の電源電圧の周波数と同じ周波数の正弦波を時系列データに重畳する。また、被計測対象2が回転軸の場合は、回転軸の回転周期と同じ周波数の正弦波を重畳する。なお、重畳される正弦波の周波数はなるべく正確に元の時系列データの周波数と合わせることが望ましいが、正弦波の位相は時系列データの位相に必ずしも合わせる必要はない。これは、位相がずれた場合でも、周期的な特徴を把握することができるためである。また、重畳される正弦波の振幅は、例えば、解析対象信号である時系列データの最大振幅の1倍から100倍程度、より好ましくは、2倍から20倍のものを用いる。   The sine wave superimposing unit 6 acquires the time series data stored in the time series data storage unit 5 and superimposes a sine wave having a preset frequency on the acquired time series data. When the time series data has periodic characteristics, the sine wave superimposing unit 6 superimposes a sine wave having the same frequency as that period on the time series data. For example, when the measurement target 2 is an electrical device, a sine wave having the same frequency as the frequency of the power supply voltage of the electrical device is superimposed on the time-series data. Further, when the measurement target 2 is a rotary shaft, a sine wave having the same frequency as the rotation cycle of the rotary shaft is superimposed. Although it is desirable to match the frequency of the superimposed sine wave with the frequency of the original time series data as accurately as possible, the phase of the sine wave need not necessarily match the phase of the time series data. This is because the periodic feature can be grasped even when the phase is shifted. Moreover, the amplitude of the superimposed sine wave is, for example, about 1 to 100 times, more preferably 2 to 20 times the maximum amplitude of the time-series data that is the analysis target signal.

アトラクタ構成部7は、正弦波重畳部6で正弦波が重畳された正弦波重畳時系列データに対して、予め設定された遅れ時間と埋め込み次元で埋め込み処理を行い、アトラクタを構成する。このとき、遅れ時間は電源周波数の1周期のサンプリング数の数分の一になるように設定すると解析が容易になる。また、埋め込み次元n(nは正の整数)は、例えば、3〜5次元とすることで時系列データの解析を行うことができる。なお、アトラクタを出力部に表示する場合は、アトラクタ構成部7は、2次元または3次元への射影表現も生成する。   The attractor constructing unit 7 performs embedding processing on the sine wave superimposed time series data on which the sine wave is superimposed by the sine wave superimposing unit 6 with a preset delay time and embedding dimension, thereby configuring the attractor. At this time, if the delay time is set to be a fraction of the number of samplings in one cycle of the power supply frequency, the analysis becomes easy. The embedded dimension n (n is a positive integer) can be 3 to 5 dimensions, for example, so that time-series data can be analyzed. In addition, when displaying an attractor on an output part, the attractor structure part 7 also produces | generates the projection expression to two dimensions or three dimensions.

軌道平行測度計算部8は、アトラクタ構成部7で構成されたアトラクタから軌道平行測度を求める。軌道平行測度計算部8は、アトラクタから選択された任意のデータベクトルとこのデータベクトルの近傍のデータベクトルにおける軌道の接線方向(単位接ベクトル)をそれぞれ求め、求められた接線方向の向きの類似度合いを軌道平行測度として算出する。なお、軌道平行測度の詳細な算出方法は、特許文献1や非特許文献1に記載されている。例えば、非特許文献1に記載のように、取得した時系列データから逐次データベクトルを取得し、取得したデータベクトルにおける軌道平行測度を算出する場合は、予め定められた範囲内での平均値・中央値等の統計量を利用してアトラクタの軌道平行測度を評価することもできる。   The track parallel measure calculation unit 8 obtains the track parallel measure from the attractor configured by the attractor configuration unit 7. The trajectory parallel measure calculation unit 8 obtains the tangent direction (unit tangent vector) of the trajectory in the arbitrary data vector selected from the attractor and the data vector in the vicinity of this data vector, and the degree of similarity in the direction of the obtained tangential direction Is calculated as a trajectory parallel measure. A detailed calculation method of the orbit parallel measure is described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1. For example, as described in Non-Patent Document 1, when acquiring a sequential data vector from acquired time series data and calculating a trajectory parallel measure in the acquired data vector, the average value within a predetermined range It is also possible to evaluate the orbital parallel measure of the attractor using a statistic such as the median.

設定・制御部9は、解析装置1の各手段に設定されるパラメータが入力、保存される。設定・制御部9は、予め保存されているパラメータを各手段(正弦波重畳部6や軌道平行測度計算部8等)に設定し、解析装置1の各手段の制御を行う。   The setting / control unit 9 inputs and stores parameters set in each unit of the analysis apparatus 1. The setting / control unit 9 sets parameters stored in advance in each unit (the sine wave superimposing unit 6, the orbit parallel measure calculation unit 8, and the like), and controls each unit of the analysis apparatus 1.

[実施例]
図2を参照して、解析装置1による時系列データの解析手順について説明する。
[Example]
With reference to FIG. 2, the analysis procedure of the time series data by the analysis apparatus 1 will be described.

まず、解析の前準備として、解析装置1の解析条件を設定・制御部9に設定する。設定項目としては、例えば、以下の項目が挙げられる。
・計測周期(周波数):計測間隔を指定する。実施例では、500kHzに設定した。
・正弦波周波数:重畳する正弦波の周波数を設定する。実施例では、被計測対象である電気機器の電源電圧の周波数である50Hzに設定した。
・正弦波重畳割合:解析装置1に入力された時系列データに重畳する正弦波の振幅の大きさを決定する。
・埋め込み次元:正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成するときに使う次元を設定する。埋め込み次元は、2以上の整数であれば、任意に設定可能である。ただし、次元数が小さすぎると現象の構造を反映できず、次元数が大きすぎると計算負荷が高くなる。実施例では、5次元に設定した。なお、出力部3にアトラクタを出力する場合には、5次元でアトラクタを構成して、出力部3で3次元に射影してアトラクタを出力した。
・遅れ時間:正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成するときに使う遅れ時間を設定する。実施例では、1000と設定した。
・参照近傍数:軌道平行測度を計算するときに使う参照近傍数を指定する。実施例では、5に設定した。
・出力範囲:出力部3に表示されるアトラクタの周期を設定する。例えば、重畳正弦波の周期で2〜5周期分程度を表示する。実施例では、3周期分を表示した。
・出力軸:アトラクタの表示次元を決定する。実施例では、3次元に設定した。
First, as preparation for analysis, analysis conditions of the analysis apparatus 1 are set in the setting / control unit 9. Examples of the setting items include the following items.
-Measurement cycle (frequency): Specify the measurement interval. In the example, it was set to 500 kHz.
• Sine wave frequency: Set the frequency of the sine wave to be superimposed. In the example, the frequency was set to 50 Hz, which is the frequency of the power supply voltage of the electrical device to be measured.
-Sine wave superposition ratio: The magnitude of the amplitude of the sine wave to be superposed on the time-series data input to the analysis apparatus 1 is determined.
-Embedding dimension: Sets the dimension used when constructing an attractor from sinusoidal superimposed time series data. The embedding dimension can be arbitrarily set as long as it is an integer of 2 or more. However, if the number of dimensions is too small, the structure of the phenomenon cannot be reflected, and if the number of dimensions is too large, the calculation load increases. In the embodiment, it is set to five dimensions. In addition, when outputting an attractor to the output part 3, the attractor was comprised in five dimensions, and the attractor was output by projecting in three dimensions by the output part 3. FIG.
・ Delay time: Set the delay time used when constructing an attractor from sine wave superimposed time series data. In the example, 1000 was set.
• Number of reference neighbors: Specify the number of reference neighbors used when calculating the orbital parallel measure. In the example, it was set to 5.
Output range: Sets the period of the attractor displayed on the output unit 3. For example, about 2 to 5 cycles are displayed in the cycle of the superimposed sine wave. In the example, three periods are displayed.
-Output axis: Determines the display dimension of the attractor. In the embodiment, it is set to three dimensions.

設定・制御部9に設定項目を設定した後、解析装置1に時系列データを入力し、入力した時系列データの解析を以下に示すステップS1〜S7の手順に従い行った。
<ステップS1> 指定された計測周期毎に時系列データの解析が開始される。
<ステップS2> 時系列データ収集部4が、被計測対象2から時系列データを取得する。そして、取得された時系列データを、時系列データ蓄積部5に蓄積する。
<ステップS3> 正弦波重畳部6が、時系列データ蓄積部5から新たに計測した時系列データを取得し、設定された周波数と重畳割合で正弦波を重畳して、新たに追加した正弦波重畳時系列データを含む正弦波重畳時系列データに更新する。ここで重畳とは、時系列の各値に、対応する位相での正弦波の値を加算することである。この位相は計測周波数と正弦波周波数、そして計測開始時点での正弦波位相から決まるが、ここでは計測開始時点での正弦波位相をゼロとする。
<ステップS4> アトラクタ構成部7が、新たに追加した正弦波重畳時系列データを取得し、設定された埋め込み次元と遅れ時間で埋め込み処理して、追加データを反映したアトラクタに更新する。
<ステップS5> 軌道平行測度計算部8が、追加データを反映したアトラクタから軌道平行測度を計算して更新する。逐次軌道平行測度法を使う場合は新たに追加したデータに対応する部分の軌道平行測度を計算する。
<ステップS6> アトラクタ構成部7は、設定された出力軸と出力範囲の指定に従ってアトラクタの射影を更新する。また、軌道平行測度計算部8は、出力範囲の指定に従い、算出された軌道平行測度の時系列データを出力する。出力部3へ出力される出力形式は、アトラクタは2次元あるいは3次元のプロット、軌道平行測度は時系列の折れ線グラフとすると、視覚的に解りやすいが、出力形式はこれに限られるわけではない。
<ステップS7> 出力範囲内にまだ時系列データが残っていれば(図中矢印NOの場合)、再度ステップS1からステップS6を繰り返して、時系列データの解析を行う。出力範囲内の時系列データをすべて解析済みであれば(図中矢印YESの場合)、出力部3に解析結果を出力する。出力される解析結果としては、アトラクタや、軌道平行測度、軌道平行測度が閾値を超えた場合における警報等が挙げられる。
After setting the setting items in the setting / control unit 9, time series data was input to the analysis apparatus 1, and the input time series data was analyzed according to the steps S1 to S7 shown below.
<Step S1> Analysis of time series data is started for each designated measurement cycle.
<Step S <b>2> The time series data collection unit 4 acquires time series data from the measurement target 2. Then, the acquired time series data is stored in the time series data storage unit 5.
<Step S3> The sine wave superimposing unit 6 obtains newly measured time series data from the time series data storage unit 5, superimposes the sine wave at the set frequency and superposition ratio, and newly added sine wave The sine wave superimposed time series data including the superimposed time series data is updated. Here, superimposing means adding a value of a sine wave at a corresponding phase to each value in time series. This phase is determined from the measurement frequency, the sine wave frequency, and the sine wave phase at the start of measurement. Here, the sine wave phase at the start of measurement is set to zero.
<Step S4> The attractor constructing unit 7 acquires the newly added sine wave superimposed time series data, performs the embedding process with the set embedding dimension and delay time, and updates the attractor reflecting the additional data.
<Step S5> The track parallel measure calculation unit 8 calculates and updates the track parallel measure from the attractor reflecting the additional data. When the sequential orbit parallel measure method is used, the orbit parallel measure of the portion corresponding to the newly added data is calculated.
<Step S6> The attractor configuration unit 7 updates the projection of the attractor according to the specified output shaft and output range. The orbit parallel measure calculation unit 8 outputs time series data of the calculated orbit parallel measure according to the designation of the output range. The output format output to the output unit 3 is easy to understand visually if the attractor is a two-dimensional or three-dimensional plot, and the orbital parallel measure is a time-series line graph, but the output format is not limited to this. .
<Step S7> If time-series data still remains in the output range (in the case of arrow NO in the figure), steps S1 to S6 are repeated again to analyze the time-series data. If all the time series data within the output range has been analyzed (in the case of arrow YES in the figure), the analysis result is output to the output unit 3. Examples of the analysis result to be output include an attractor, an orbit parallel measure, an alarm when the orbit parallel measure exceeds a threshold, and the like.

次に、具体的な解析例を示して、本発明の時系列データの解析装置及び解析方法について詳細に説明する。解析例は、電気機器(変圧器)にAEセンサを設け、このAEセンサで検出される時系列データをカオス解析技術で解析したものである。AEセンサで検出される信号としては、部分放電に基づく信号やインバータノイズに基づく信号等がある。部分放電信号やインバータノイズ信号は、電気機器の電源周波数に応じて変動することが知られている。   Next, a specific analysis example will be shown, and the time series data analysis apparatus and analysis method of the present invention will be described in detail. In the analysis example, an AE sensor is provided in an electrical device (transformer), and time series data detected by the AE sensor is analyzed by a chaos analysis technique. Examples of signals detected by the AE sensor include a signal based on partial discharge and a signal based on inverter noise. It is known that the partial discharge signal and the inverter noise signal vary according to the power supply frequency of the electric device.

図3(a)に示すインバータノイズ環境下の電気機器で検出された時系列データ(包絡処理済み)からアトラクタを構成すると、アトラクタは、図3(b)に示すように、複雑に絡み合った軌道を描き、アトラクタに基づいて周期的な特徴点を見出すことは困難である。   When an attractor is constructed from time-series data (envelope processed) detected by an electric device under an inverter noise environment shown in FIG. 3A, the attractor is intricately entangled as shown in FIG. 3B. It is difficult to find periodic feature points based on attractors.

そこで、図4(a)〜(c)に示すように、インバータノイズ環境下の電気機器で検出された時系列データ(図4(a))に対して、電気機器の電源周波数と同じ周波数の正弦波(図4(b))を重畳すると、正弦波重畳時系列データ(図4(c))が得られる。この正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成すると、図5に示すように、アトラクタが変形した円を描くようになる。   Therefore, as shown in FIGS. 4A to 4C, the time series data detected by the electric equipment under the inverter noise environment (FIG. 4A) has the same frequency as the power supply frequency of the electric equipment. When a sine wave (FIG. 4B) is superimposed, sine wave superimposed time series data (FIG. 4C) is obtained. When the attractor is constructed from the sine wave superimposed time series data, as shown in FIG. 5, the attractor is drawn in a deformed circle.

図5に示したアトラクタは、電源周波数3周期強の時系列データに基づいて構成されている。アトラクタの1周は電源周波数の1周期分を現しており、描かれたアトラクタからこの3周期の軌道がほぼ重なっていることが解る。つまり、アトラクタの形状を見るだけで、図4(a)に示した時系列データに周期性があることを容易に理解することができる。   The attractor shown in FIG. 5 is configured based on time-series data having a power supply frequency of slightly more than 3 cycles. One round of the attractor represents one cycle of the power supply frequency, and it can be seen from the drawn attractor that the trajectories of these three cycles are almost overlapped. That is, it can be easily understood that the time series data shown in FIG. 4A has periodicity only by looking at the shape of the attractor.

また、図6(a)〜(c)に示すように、部分放電が発生している電気機器で検出された時系列データ(図6(a))に対して、電気機器の電源周波数と同じ周波数の正弦波(図6(b))を重畳すると、正弦波重畳時系列データ(図6(c))が得られる。この正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成すると、図7に示すように、アトラクタが変形した円を描くようになる。   Also, as shown in FIGS. 6A to 6C, the time series data (FIG. 6A) detected by the electrical device in which the partial discharge has occurred is the same as the power supply frequency of the electrical device. When a frequency sine wave (FIG. 6B) is superimposed, sinusoidal superimposed time series data (FIG. 6C) is obtained. When the attractor is constructed from the sine wave superimposed time series data, as shown in FIG. 7, the attractor is drawn in a deformed circle.

図7に示すように、部分放電に基づく時系列データは、電気機器の電源周波数に応じて変動するものの、図5に示したインバータノイズのように各周期の軌道が重ならず、「ゆらぎ」が生じていることが解る。したがって、アトラクタの形状に基づいて、時系列データから部分放電が発生していると容易に判断することができる。このことは、図4(a)に示す時系列データと図6(a)に示す時系列データを比較するだけでは容易には判断することができない。   As shown in FIG. 7, the time-series data based on the partial discharge fluctuates according to the power supply frequency of the electric equipment, but the orbits of the respective periods do not overlap like the inverter noise shown in FIG. It is understood that has occurred. Therefore, based on the shape of the attractor, it can be easily determined from the time series data that partial discharge has occurred. This cannot be easily determined by simply comparing the time series data shown in FIG. 4A and the time series data shown in FIG.

このように、正弦波を重畳した上でアトラクタを構成することにより、そのままのアトラクタ構成では見出せない特定周期での位相に関する情報を得ることができる。   In this way, by configuring the attractor after superimposing the sine wave, it is possible to obtain information on the phase at a specific period that cannot be found with the same attractor configuration.

なお、軌道平行測度に基づいて時系列データを解析する場合についても、アトラクタと同様のことが言える。つまり、ほぼ重なった軌道を描くアトラクタから算出される軌道平行測度は小さくなり、その周期性が軌道平行測度の小ささとして現れることとなる。また、図7に示すように周期的なアトラクタにおいて位相に「ゆらぎ」があると軌道が交差し、軌道平行測度が大きくなる。つまり、正弦波重畳時系列データから算出される軌道平行測度に基づいて、時系列データ「ゆらぎ」を検出(つまりは、部分放電を検出)することができる。   The same can be said for the case of analyzing time-series data based on the trajectory parallel measure. That is, the trajectory parallel measure calculated from attractors that draw nearly overlapping trajectories is small, and the periodicity appears as a small trajectory parallel measure. Further, as shown in FIG. 7, when there is a “fluctuation” in the phase in a periodic attractor, the trajectories intersect and the trajectory parallel measure increases. That is, it is possible to detect the time series data “fluctuation” (that is, detect the partial discharge) based on the orbit parallel measure calculated from the sine wave superimposed time series data.

ここで、時系列データに重畳する正弦波の振幅について検討する。正弦波の振幅が時系列データの振幅より非常に大きいと、元の時系列データの特徴がほぼ隠れてしまうこととなり、好ましくない。また、正弦波の振幅が、時系列データの振幅よりも小さいと、時系列データと正弦波の軌道が交差する場合があり、好ましくない。そこで、カオス解析技術において時系列データに重畳される正弦波の振幅について検討した。   Here, the amplitude of the sine wave superimposed on the time series data will be examined. If the amplitude of the sine wave is much larger than the amplitude of the time-series data, the characteristics of the original time-series data are almost hidden, which is not preferable. Further, if the amplitude of the sine wave is smaller than the amplitude of the time series data, the time series data and the orbit of the sine wave may intersect, which is not preferable. Therefore, we examined the amplitude of the sine wave superimposed on the time series data in the chaos analysis technology.

図8(a)に、インバータノイズ環境下で検出された時系列データ(図4(a)に示す時系列データ)に、この時系列データの最大振幅値と同じ振幅を有する正弦波を重畳した場合の正弦波重畳時系列データを示し、図8(b)に、この正弦波重畳時系列データから得られるアトラクタを示す。図8(b)に示すように、時系列データの最大振幅値と同じ振幅を有する正弦波を重畳した場合、周期的に重なり合うアトラクタを得ることができることが分かる。   In FIG. 8A, a sine wave having the same amplitude as the maximum amplitude value of the time series data is superimposed on the time series data detected in the inverter noise environment (time series data shown in FIG. 4A). FIG. 8B shows an attractor obtained from this sine wave superimposed time series data. As shown in FIG. 8B, it can be seen that when a sine wave having the same amplitude as the maximum amplitude value of the time-series data is superimposed, attractors that overlap periodically can be obtained.

図9(a)〜図14(a)に、インバータノイズ環境下で検出された時系列データ(図4(a)に示す時系列データ)に、この時系列データの最大振幅値の2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍の振幅を有する正弦波を重畳した場合の正弦波重畳時系列データをそれぞれ示し、図9(b)〜図14(b)に、それぞれの正弦波重畳時系列データから得られるアトラクタを示す。図9(b)〜図14(b)に示すように、時系列データに重畳する正弦波の振幅を大きくすることによって、描かれるアトラクタの形状がより正弦波のみの場合のアトラクタ(図15(b)に示す)に近づくこととなる。   9 (a) to 14 (a), the time series data detected in the inverter noise environment (time series data shown in FIG. 4 (a)) is doubled the maximum amplitude value of this time series data, Sine wave superimposed time series data when sine waves having amplitudes of 5 times, 10 times, 20 times, 50 times, and 100 times are superimposed are respectively shown in FIGS. 9B to 14B. The attractor obtained from sine wave superimposition time series data is shown. As shown in FIGS. 9B to 14B, by increasing the amplitude of the sine wave superimposed on the time-series data, the attractor when the drawn shape of the attractor is only a sine wave (FIG. 15 ( As shown in b).

また、時系列データの種類によっては、時系列データの最大振幅値と同じ振幅を有する正弦波を重畳した場合であっても、アトラクタが交差してしまい視覚的に時系列データの周期性を理解することが困難となる場合がある。その場合でも、重畳する正弦波の振幅を大きくすることで、時系列データの解析が容易となるように表現することができる。例えば、図16(a),(b)に示すように、時系列データに同じ振幅の正弦波を重畳した時系列データから得られるアトラクタ(図16(b))は、軌道が重なりあわず、時系列データの解析を行うことができる。一方、図17(a)に示すように、時系列データに同じ振幅の正弦波を重畳した時系列データから得られるアトラクタ(図17(b))であっても、軌道が重なりあって時系列データの解析を行うことが困難となってしまう場合がある。この場合においても、図18(a),(b)に示すように、重畳する正弦波の振幅を大きくすることで、周期的な特徴を把握しやすくなる。   Depending on the type of time-series data, even when a sine wave having the same amplitude as the maximum amplitude value of the time-series data is superimposed, the attractors cross and visually understand the periodicity of the time-series data. May be difficult to do. Even in such a case, the amplitude of the superimposed sine wave can be increased so that the time series data can be easily analyzed. For example, as shown in FIGS. 16A and 16B, an attractor (FIG. 16B) obtained from time-series data obtained by superimposing a sine wave having the same amplitude on time-series data does not have overlapping trajectories. Time series data can be analyzed. On the other hand, as shown in FIG. 17 (a), even with an attractor (FIG. 17 (b)) obtained from time-series data obtained by superimposing a sine wave of the same amplitude on time-series data, the trajectories overlap and the time-series data It may be difficult to analyze the data. Also in this case, as shown in FIGS. 18A and 18B, it is easy to grasp the periodic characteristics by increasing the amplitude of the superimposed sine wave.

図8〜18に示した解析結果から明らかなように、時系列データに重畳される正弦波の振幅は、元の時系列データの最大振幅値の1倍から100倍、より好ましくは、2倍から20倍とすることで、時系列データの周期的な特徴を検出することができる。   As apparent from the analysis results shown in FIGS. 8 to 18, the amplitude of the sine wave superimposed on the time series data is 1 to 100 times, more preferably 2 times the maximum amplitude value of the original time series data. By setting the magnification to 20 times, it is possible to detect the periodic characteristics of the time series data.

以上のように、本発明の時系列データの解析装置及び解析方法によれば、時系列データをカオス解析手法で解析する技術において、時系列データの周期的な特徴をアトラクタまたは軌道平行測度に反映させることができる。   As described above, according to the time-series data analysis apparatus and analysis method of the present invention, in the technique for analyzing time-series data by the chaos analysis method, the periodic characteristics of the time-series data are reflected in the attractor or the orbit parallel measure. Can be made.

つまり、従来のカオス解析技術では、アトラクタに特定周波数基準の位相に関する特徴を求める視点がなかったが、本発明の時系列データの解析装置及び解析方法によれば、特定周波数基準の位相に関する特徴を視覚的に表現することができる。また、特定周波数基準の位相に関する特徴を軌道平行測度に基づいて評価することができる。   That is, in the conventional chaos analysis technology, the attractor did not have a viewpoint for obtaining the characteristics related to the phase of the specific frequency reference, but according to the time series data analysis device and the analysis method of the present invention, the characteristics related to the phase of the specific frequency reference are provided. It can be expressed visually. In addition, characteristics relating to the phase of the specific frequency reference can be evaluated based on the orbit parallel measure.

その結果、周期的な特徴と、周期的ではない特徴とを明確に区別することが可能となるだけでなく、周期的な特徴同士の比較を行うことができる。   As a result, it is possible not only to clearly distinguish between periodic features and non-periodic features, but also to compare periodic features.

なお、上記のように構成された実施形態に係る解析装置は、例えば、ROM、RAM、CPU等で構成されるコンピュータに所定のプログラムが読み込まれて、CPUがそのプログラムを実行することで実現されるものである。   Note that the analysis apparatus according to the embodiment configured as described above is realized by, for example, reading a predetermined program into a computer including a ROM, a RAM, a CPU, and the like, and executing the program by the CPU. Is.

上記装置における各手段は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。例えば、時系列データ蓄積部5は、ハードディスクあるいはRAMなどの保存手段・記憶手段として構築される。   Each unit in the apparatus may be configured by executing a predetermined program on a computer, or at least a part of the processing contents may be realized in hardware. For example, the time-series data storage unit 5 is constructed as storage means / storage means such as a hard disk or RAM.

上記装置における処理手段をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各装置における処理手段がコンピュータ上で実現される。   When the processing means in the above apparatus is realized by a computer, the processing contents of the functions that each apparatus should have are described by a program. Then, by executing this program on the computer, the processing means in each apparatus is realized on the computer.

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等がある。具体的には、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD-RAM(Random Access Memory)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD-R(Recordable)/RW(ReWritable)等を、光磁気記録媒体として、MO(Magneto Optical disc)等を、半導体メモリとしてフラッシュメモリー等を用いることができる。   The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory. Specifically, a hard disk device, a flexible disk, a magnetic tape or the like as a magnetic recording device, and a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM (Random Access Memory), or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) as an optical disk. , CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc. can be used as magneto-optical recording media, MO (Magneto Optical disc) can be used, and flash memory can be used as semiconductor memory.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を介して行う。また、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。   The program is distributed via a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM on which the program is recorded. Alternatively, the program may be distributed by storing the program in a recording device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.

なお、本発明の時系列データの解析装置及び解析方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、その作用・効果を損なわない範囲で適宜設計変形が可能であり、そのように変更された形態も本発明の時系列データの解析装置及び解析方法の技術的範囲に属する。   Note that the time-series data analysis apparatus and analysis method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately designed and modified without departing from the operation and effect thereof. The form also belongs to the technical scope of the time series data analysis apparatus and analysis method of the present invention.

例えば、実施形態において、正弦波重畳時系列データをアトラクタに構成して、アトラクタに基づいて時系列データの周期的特徴を把握するとともに、このアトラクタの軌道平行測度を算出しているが、軌道平行測度の算出は、選択的なものであり、アトラクタのみに基づいて時系列データの評価を行ってもよい。また、アトラクタの表示を行わず、軌道平行測度の算出結果に基づいて時系列データの評価を行ってもよい。   For example, in the embodiment, the sine wave superimposed time series data is configured in the attractor, the periodic characteristics of the time series data are grasped based on the attractor, and the trajectory parallel measure of the attractor is calculated. The calculation of the measure is optional, and the time series data may be evaluated based only on the attractor. Further, the time series data may be evaluated based on the calculation result of the orbit parallel measure without displaying the attractor.

また、時系列データが追加される毎に出力部での表示を更新し、また古いデータを出力部の表示から除去していくことで、オシロスコープと同様に定常的なあるいは時間とともに変形する図形(アトラクタ)を出力部に描画することができる。   Also, every time series data is added, the display on the output unit is updated, and old data is removed from the display on the output unit. Attractor) can be drawn on the output section.

また、実施形態の説明では、プラント設備や機器から検出された時系列データの解析を行う例を挙げて説明したが、本発明の時系列データの解析装置及び解析方法は、周期的な特徴を有するあらゆる時系列データに適用して、解析を行うことができる。   In the description of the embodiment, the example of analyzing time-series data detected from plant facilities and equipment has been described. However, the time-series data analysis apparatus and analysis method of the present invention have periodic characteristics. The analysis can be performed by applying to any time-series data.

また、実施形態の説明では、時系列データに対して5次元の状態空間に埋め込み処理を行ったアトラクタを3次元に射影して出力部に出力しているが、時系列データに対して2次元または3次元の状態空間に埋め込み処理を行うことで得られるアトラクタを直接出力部に出力してもよい。   In the description of the embodiment, the attractor in which the time series data is embedded in the five-dimensional state space is projected in three dimensions and output to the output unit. Alternatively, an attractor obtained by embedding in a three-dimensional state space may be directly output to the output unit.

1…解析装置
2…被計測対象
3…出力部
4…時系列データ収集部
5…時系列データ蓄積部
6…正弦波重畳部(重畳手段)
7…アトラクタ構成部(埋め込み処理手段)
8…軌道平行測度計算部(検出手段)
9…設定・制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Analysis apparatus 2 ... Measurement object 3 ... Output part 4 ... Time series data collection part 5 ... Time series data storage part 6 ... Sine wave superimposition part (superimposition means)
7: Attractor component (embedding processing means)
8 ... orbit parallel measure calculation part (detection means)
9 ... Setting / control section

Claims (6)

周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳手段と、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込み処理手段と、
前記埋め込み処理された時系列データの軌道平行測度を測定し、当該軌道平行測度に基づいて、前記時系列データの特徴となる周期またはその周期を基準とした位相の特徴を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする時系列データの解析装置。
Superimposing means for superimposing a sine wave having the same frequency as the period that is a feature of the time-series data on the time-series data having a periodic characteristic;
Embedding processing means for performing embedding processing in the n-dimensional state space for the time-series data on which the sine wave is superimposed;
A detection means for measuring a trajectory parallel measure of the embedded time-series data, and detecting a period characteristic of the time-series data or a phase characteristic based on the period based on the trajectory parallel measure;
An apparatus for analyzing time-series data, comprising:
周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳手段と、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込み処理手段と、
前記埋め込み処理により得られるアトラクタを2次元または3次元状態空間に表示させる表示手段と、
を有することを特徴とする時系列データの解析装置。
Superimposing means for superimposing a sine wave having the same frequency as the period that is a feature of the time-series data on the time-series data having a periodic characteristic;
Embedding processing means for performing embedding processing in the n-dimensional state space for the time-series data on which the sine wave is superimposed;
Display means for displaying the attractor obtained by the embedding process in a two-dimensional or three-dimensional state space;
An apparatus for analyzing time-series data, comprising:
前記正弦波の振幅は、前記時系列データの最大振幅の1倍から100倍である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の時系列データの解析装置。
3. The time-series data analysis apparatus according to claim 1, wherein the amplitude of the sine wave is 1 to 100 times the maximum amplitude of the time-series data.
時系列データを解析する解析装置による時系列データの解析方法であって、
周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳ステップと、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込みステップと、
前記埋め込み処理された時系列データの軌道平行測度を測定し、当該軌道平行測度に基づいて、前記時系列データの特徴となる周期またはその周期を基準とした位相の特徴を検出する検出ステップと、
を有することを特徴とする時系列データの解析方法。
A method for analyzing time series data by an analysis device for analyzing time series data,
A superimposition step of superimposing a sine wave having the same frequency as the period that is a feature of the time-series data on the time-series data having a periodic characteristic;
An embedding step of embedding the time series data on which the sine wave is superimposed in an n-dimensional state space;
A step of measuring an orbital parallel measure of the time-series data subjected to the embedding process, and detecting a period characteristic of the time-series data or a phase characteristic based on the period based on the orbital parallel measure;
A method for analyzing time-series data, comprising:
時系列データを解析する解析装置による時系列データの解析方法であって、
周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳ステップと、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込みステップと、
前記埋め込み処理により得られるアトラクタを2次元または3次元状態空間に表示させる表示ステップと、
を有することを特徴とする時系列データの解析方法。
A method for analyzing time series data by an analysis device for analyzing time series data,
A superimposition step of superimposing a sine wave having the same frequency as the period that is a feature of the time-series data on the time-series data having a periodic characteristic;
An embedding step of embedding the time series data on which the sine wave is superimposed in an n-dimensional state space;
A display step of displaying the attractor obtained by the embedding process in a two-dimensional or three-dimensional state space;
A method for analyzing time-series data, comprising:
コンピュータを請求項1から3のいずれか1項に記載の時系列データの解析装置の各手段として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each means of the time series data analysis apparatus of any one of Claim 1 to 3.
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