JPH10258974A - Unsteady signal analyzer and medium recording unsteady signal analysis program - Google Patents

Unsteady signal analyzer and medium recording unsteady signal analysis program

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JPH10258974A
JPH10258974A JP9248192A JP24819297A JPH10258974A JP H10258974 A JPH10258974 A JP H10258974A JP 9248192 A JP9248192 A JP 9248192A JP 24819297 A JP24819297 A JP 24819297A JP H10258974 A JPH10258974 A JP H10258974A
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time
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wavelet
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Minoru Iino
野 穣 飯
Masanori Yukitomo
友 雅 徳 行
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Toshiba Elevator and Building Systems Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Elevator Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately diagnose an abnormal state of a monitoring object by non-linearly convert a time coordinate of a wavelet spectrum data, which is found from an unsteady signal by an inverse function of a state quantity change function expressing the time change in the specific state quantity of the monitoring object, into a specific state quantity coordinate. SOLUTION: Unsteady signal data x(t) obtained by a response data measurement means 1 is sent to a wavelet conversion calculating means 2 so as to perform a wavelet conversion, the calculated wavelet spectrum data Wt(a, b) is sent to a time coordinate non-linear conversion means 3, and the time coordinate of the wavelet spectrum data wt(a, b) is converted into the non-linear coordinate in relation to the specific state quantity of a monitoring object. Secondly, the expanded wavelet spectrum wt(a, z) found by a time coordinate non-linear conversion means 3 is sent to a display means 7 so that a two-dimensional function wt (ω, z) for a frequency coordinate ω=a-1 and the state quantity coordinates z is displayed as the expanded wavelet spectrum data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、監視対象である各
種のメカニカルシステム、プロセス等から発生する非定
常信号を解析するための非定常信号解析装置に係わり、
特に、エレベータから発生する非定常信号を解析するた
めの非定常信号解析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unsteady signal analyzer for analyzing unsteady signals generated from various mechanical systems, processes, and the like to be monitored.
In particular, the present invention relates to a non-stationary signal analyzer for analyzing a non-stationary signal generated from an elevator.

【0002】また、本発明は、監視対象から発生する非
定常信号をコンピュータによって解析するためのプログ
ラムを記録した媒体に関する。
[0002] The present invention also relates to a medium recording a program for analyzing, by a computer, an unsteady signal generated from an object to be monitored.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、監視対象であるメカニカルシステ
ム、プロセス等から発生した信号を測定器によって測定
し、測定によって得られた信号データを解析することに
よって監視対象の異常を検知して操作員(オペレータ又
はユーザー)に異常状態を警告表示する診断システムと
して様々なものが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a signal generated from a mechanical system, a process, or the like to be monitored is measured by a measuring device, and signal data obtained by the measurement is analyzed to detect an abnormality of the monitoring target, and an operator ( Various diagnostic systems have been proposed as warning systems for displaying an abnormal state to an operator or a user.

【0004】これらの診断システムは、一般に監視対象
から得られた信号データをフーリエ変換してスペクトル
を監視したり、監視対象の入出力データからシステム同
定手法によって特性モデルを推定したりする方法が主流
である。
[0004] In these diagnostic systems, generally, a method of monitoring a spectrum by Fourier transforming signal data obtained from a monitoring target, or estimating a characteristic model from input / output data of the monitoring target by a system identification method is mainly used. It is.

【0005】しかし、監視対象の運転状態が急激に変化
する非定常状態において測定された非定常信号に対して
は、フーリエ変換によって時々刻々と変化するスペクト
ルを求めたり、システム同定によって変動する特性モデ
ルを求めたりすることはできなかった。
[0005] However, for an unsteady signal measured in an unsteady state in which the operating state of the monitored object changes abruptly, a spectrum that changes every moment is obtained by Fourier transform, or a characteristic model that fluctuates by system identification. I couldn't ask.

【0006】そこで、非定常信号を解析して監視対象の
異常を検知する手法として、ウェーブレット変換を用い
たウェーブレット解析手法が注目されている。以下、こ
のウェーブレット解析手法について説明する。
Therefore, as a technique for analyzing an unsteady signal to detect an abnormality of a monitoring target, a wavelet analysis technique using a wavelet transform has been attracting attention. Hereinafter, this wavelet analysis method will be described.

【0007】監視対象から測定された信号データをx
(t)とすると、従来のフーリエ変換は下式(1)
The signal data measured from the object to be monitored is x
(T), the conventional Fourier transform is given by the following equation (1)

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】によって表現される。これに対してウェー
ブレット変換は、下式(2)
Is represented by On the other hand, the wavelet transform is expressed by the following equation (2)

【0010】[0010]

【数4】 (Equation 4)

【0011】によって表現される。ここで、φ(・)は
マザーウェーブレットと呼ばれる変換のための基底関数
である。
Is represented by Here, φ (•) is a basis function for transformation called a mother wavelet.

【0012】フーリエ変換は、ウェーブレット変換にお
ける基底関数をφ(t)=e-jt、b=0、a=ω-1
した場合に相当し、その基底関数は図2(a)に示した
ように無限遠の過去から未来に伸びた関数である。した
がって、フーリエ変換によって得られたスペクトルは、
例えば図2(b)に示したように周波数軸のみの1次元
関数となり、観測データのどの部分の特徴かという時間
依存性が判別できない。
The Fourier transform corresponds to a case where the basis functions in the wavelet transform are φ (t) = e −jt , b = 0 and a = ω −1, and the basis functions are shown in FIG. It is a function that extends from the infinite past to the future. Therefore, the spectrum obtained by the Fourier transform is
For example, as shown in FIG. 2B, it is a one-dimensional function only on the frequency axis, and it is not possible to determine the time dependence of which part of the observation data is a feature.

【0013】これに対してウェーブレット変換では、例
えば下式(3)
On the other hand, in the wavelet transform, for example, the following equation (3)

【0014】[0014]

【数5】 (Equation 5)

【0015】で示されるガボール関数と呼ばれる関数を
基底関数として用いることによって、この基底関数は図
3(a)に示したような時間的に局在した関数となる。
By using a function called a Gabor function shown as a basis function, the basis function becomes a function localized in time as shown in FIG.

【0016】このため、ウェーブレット変換によって得
られたスペクトルは、例えば図3(b)に示したように
周波数軸及び時間軸に対する2次元関数となり、この2
次元関数に基づいて信号内の各周波数成分の時間依存性
を判別することができる。
For this reason, the spectrum obtained by the wavelet transform becomes a two-dimensional function with respect to the frequency axis and the time axis as shown in FIG.
The time dependency of each frequency component in the signal can be determined based on the dimensional function.

【0017】なお、ウェーブレット変換理論に関する詳
細は、例えば榊原 進:数理科学セミナー「ウェーブレ
ットビギナーズガイド」、東京電機大学出版局(199
5)に紹介されている。
For details regarding the wavelet transform theory, see, for example, Susumu Sakakibara: Mathematical Science Seminar “Wavelet Beginner's Guide”, Tokyo Denki University Press (199)
It is introduced in 5).

【0018】上述したようにウェーブレット変換は観測
されたデータの各時刻でのスペクトル分布を抽出するこ
とができることから、非定常信号に対する解析手段とし
て有効であり、したがって監視対象の運転状態が時々刻
々と変換する場合にも有効であるとされている。
As described above, since the wavelet transform can extract the spectrum distribution of the observed data at each time, it is effective as an analyzing means for an unsteady signal. Therefore, the operating state of the monitored object changes every moment. It is said that it is also effective when converting.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の診断システムは、監視対象から得られた非定常信号
に対してただ単にウェーブレット変換を行うようにした
ものであるため、その解析結果は周波数スペクトルの時
間依存性を示すにとどまるものであり、解析対象の異常
診断のための解析手法としては不十分であった。
However, since the conventional diagnostic system described above simply performs a wavelet transform on an unsteady signal obtained from a monitored object, the analysis result is based on the frequency. It merely shows the time dependence of the spectrum, and was insufficient as an analysis method for diagnosing abnormalities in the analysis target.

【0020】例えば図3(b)に示したような従来の診
断システムによる解析結果を見ても、この解析結果が監
視対象の状態変化とどのように関わっているかについて
は読みとることができない。
For example, even if the analysis result of the conventional diagnostic system as shown in FIG. 3B is viewed, it is not possible to read how the analysis result relates to the change in the state of the monitoring target.

【0021】そこで、本発明は、上述した問題点を解消
し、監視対象から得られた非定常信号を解析することに
よって監視対象の異常状態を的確に診断することができ
る非定常信号解析装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an unsteady signal analyzing apparatus which solves the above-mentioned problems and which can accurately diagnose an abnormal state of a monitored object by analyzing an unsteady signal obtained from the monitored object. The purpose is to provide.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る非定常信号解析装置は、監視対象から発生する非定常
信号を解析するための非定常信号解析装置において、前
記非定常信号をウェーブレット変換してウェーブレット
スペクトルデータを作成するウェーブレット変換計算手
段と、前記監視対象における特定の状態量の時間変化を
表した状態量変化関数を設定する状態量変化関数設定手
段と、前記状態量変化関数の逆関数によって前記ウェー
ブレットスペクトルデータの時間座標を前記特定の状態
量の座標に非線形変換する時間座標非線形変換手段と、
を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an unsteady signal analyzing apparatus for analyzing an unsteady signal generated from an object to be monitored. A wavelet transform calculating means for generating wavelet spectrum data, a state quantity change function setting means for setting a state quantity change function representing a time change of a specific state quantity in the monitoring target, and an inverse of the state quantity change function. A time coordinate non-linear conversion means for non-linearly converting the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the specific state quantity by a function,
It is characterized by having.

【0023】請求項2記載の発明による非定常信号解析
装置は、監視対象がエレベータであって、このエレベー
タの乗りかごにおいて測定された非定常信号である加速
度信号を解析するための非定常信号解析装置において、
前記加速度信号をウェーブレット変換してウェーブレッ
トスペクトルデータを作成するウェーブレット変換計算
手段と、前記乗りかごの特定の状態量である昇降位置又
は昇降速度の時間変化を表した状態量変化関数を設定す
る状態量変化関数設定手段と、前記状態量変化関数の逆
関数によって前記ウェーブレットスペクトルデータの時
間座標を前記昇降位置又は前記昇降速度の座標に非線形
変換する時間座標非線形変換手段と、を備えたことを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a non-stationary signal analyzer for monitoring an elevator, and analyzing an acceleration signal which is a non-stationary signal measured in a car of the elevator. In the device,
A wavelet transform calculating means for performing wavelet transform on the acceleration signal to generate wavelet spectrum data, and a state quantity for setting a state quantity change function representing a time change of an ascending / descending position or an ascending / descending speed which is a specific state quantity of the car. Change function setting means, and time coordinate nonlinear conversion means for nonlinearly converting the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the elevation position or the elevation speed by an inverse function of the state quantity change function, I do.

【0024】請求項3記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記時間座標非線形変換手段は、拡張ウェーブ
レット変換式
According to a third aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzing apparatus, the time coordinate non-linear transforming means includes an extended wavelet transform type.

【0025】[0025]

【数6】 (Equation 6)

【0026】によって前記ウェーブレットスペクトルデ
ータの時間座標を前記特定の状態量の座標に非線形変換
したスペクトルデータを計算することを特徴とする。
The spectral data obtained by nonlinearly converting the time coordinate of the wavelet spectral data into the coordinate of the specific state quantity is calculated.

【0027】請求項4記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記時間座標非線形変換手段は、前記ウェーブ
レットスペクトルデータを各時間毎に分割し、時間と前
記特定の状態量との関係を記憶したデータテーブル或い
は前記状態量変化関数に基づいて、分割されたデータを
状態量順に並べ替え、各データ間を補間或いは平滑化処
理することによって、前記ウェーブレットスペクトルデ
ータの時間座標を前記特定の状態量の座標に非線形変換
したスペクトルデータを計算することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzing apparatus, the time coordinate nonlinear transformation means divides the wavelet spectrum data for each time, and stores a relationship between time and the specific state quantity. Based on the data table or the state quantity change function, the divided data is rearranged in the order of the state quantity, and interpolation or smoothing processing is performed between the respective data, so that the time coordinate of the wavelet spectrum data is set to the specific state quantity. It is characterized by calculating spectrum data that has been nonlinearly transformed into coordinates.

【0028】請求項5記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記非定常信号を測定するための応答データ測
定手段をさらに有することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an unsteady signal analyzing apparatus further comprising response data measuring means for measuring the unsteady signal.

【0029】請求項6記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記状態量変化関数設定手段は、前記特定の状
態量以外の状態量に関する測定データに基づいて前記状
態量変化関数を推定するようにしたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzer, the state quantity change function setting means estimates the state quantity change function based on measurement data relating to a state quantity other than the specific state quantity. It is characterized by the following.

【0030】請求項7記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記特定の状態量以外の状態量に関する測定デ
ータは前記非定常信号に関する測定データであることを
特徴とする。
An unsteady signal analyzing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that measurement data relating to a state quantity other than the specific state quantity is measurement data relating to the unsteady signal.

【0031】請求項8記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記状態量変化関数設定手段は、前記監視対象
の動特性モデルに基づく状態観測器又はカルマンフィル
タを用いて、前記特定の状態量の時間変化を前記特定の
状態量以外の状態量の測定データに基づいて推定するこ
とによって前記状態量変化関数を推定するようにしたこ
とを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzer, the state quantity change function setting means uses a state observer or a Kalman filter based on a dynamic characteristic model of the monitored object to calculate the specific state quantity. The state quantity change function is estimated by estimating a time change based on measurement data of a state quantity other than the specific state quantity.

【0032】請求項9記載の発明による非定常信号解析
装置は、前記状態量変化関数設定手段は、前記特定の状
態量の測定データに基づいて前記状態量変化関数を求め
るようにしたことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzer, the state quantity change function setting means obtains the state quantity change function based on measurement data of the specific state quantity. And

【0033】請求項10記載の発明による非定常信号解
析装置は、前記状態量変化関数設定手段は、予め求めて
おいた前記状態量変化関数を使用するようにしたことを
特徴とする。
An unsteady signal analyzing apparatus according to a tenth aspect is characterized in that the state quantity change function setting means uses the state quantity change function obtained in advance.

【0034】請求項11記載の発明による非定常信号解
析装置は、少なくとも前記特定の状態量の座標及び周波
数の座標を有する座標系によって前記時間座標非線形変
換手段の解析結果を表示する表示手段をさらに有するこ
とを特徴とする。
An unsteady signal analyzing apparatus according to an eleventh aspect of the present invention further comprises a display means for displaying the analysis result of the time coordinate non-linear conversion means in a coordinate system having at least the coordinates of the specific state quantity and the coordinates of the frequency. It is characterized by having.

【0035】請求項12記載の発明による非定常信号解
析装置は、前記時間座標非線形変換手段の解析結果に基
づいて前記監視対象における異常の発生の有無を判定す
る異常判定手段をさらに有することを特徴とする。
An unsteady signal analyzing apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is characterized by further comprising an abnormality determining means for determining whether or not an abnormality has occurred in the monitored object based on an analysis result of the time coordinate nonlinear conversion means. And

【0036】請求項13記載の発明による非定常信号解
析装置は、前記時間座標非線形変換手段の解析結果であ
るスペクトルデータについての前記表示手段による表示
に対して、表示全体の中の特定の領域を指定するための
領域指定手段と、前記領域指定手段によって指定された
領域に対応するスペクトルデータを取り出して前記異常
判定手段に送るためのデータ抽出手段と、をさらに有す
ることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the non-stationary signal analyzing apparatus, a specific region in the entire display is defined with respect to a display by the display means for spectrum data which is an analysis result of the time coordinate non-linear conversion means. It is characterized by further comprising an area designating means for designating, and data extracting means for extracting spectrum data corresponding to the area designated by the area designating means and sending it to the abnormality determining means.

【0037】請求項14記載の発明による非定常信号解
析装置は、前記異常判定手段による判定結果を前記表示
手段に表示するようにしたことを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the non-stationary signal analyzer, wherein a result of the judgment by the abnormality judging means is displayed on the display means.

【0038】請求項15記載の発明による非定常信号解
析装置は、前記異常判定手段による判定結果を表示する
異常表示手段をさらに有することを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the non-stationary signal analyzing apparatus, further comprising abnormality display means for displaying a determination result by the abnormality determination means.

【0039】請求項16記載の発明による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体は、監視対象から発生する
非定常信号をコンピュータによって解析するためのプロ
グラムを記録した媒体であって、この非定常信号解析プ
ログラムはコンピュータに、前記非定常信号をウェーブ
レット変換してウェーブレットスペクトルデータを作成
するウェーブレット変換計算機能と、前記監視対象にお
ける特定の状態量の時間変化を表した状態量変化関数を
設定する状態量変化関数設定機能と、前記状態量変化関
数の逆関数によって前記ウェーブレットスペクトルデー
タの時間座標を前記特定の状態量の座標に非線形変換す
る時間座標非線形変換機能と、を実現させることを特徴
とする。
The medium storing the non-stationary signal analysis program according to the present invention is a medium storing a program for analyzing a non-stationary signal generated from an object to be monitored by a computer. The program has a computer that performs a wavelet transform on the non-stationary signal to generate wavelet spectrum data, and a state quantity change function that sets a state quantity change function representing a time change of a specific state quantity in the monitoring target. It is characterized by realizing a function setting function and a time coordinate non-linear conversion function for non-linearly converting the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the specific state quantity by an inverse function of the state quantity change function.

【0040】請求項17記載の発明による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体は、前記監視対象はエレベ
ータであり、前記非定常信号は前記エレベータの乗りか
ごにおいて測定された加速度信号であり、前記特定の状
態量は前記乗りかごの昇降位置又は昇降速度であること
を特徴とする。
The medium on which the non-stationary signal analysis program according to the present invention is recorded, wherein the monitored object is an elevator, the unsteady signal is an acceleration signal measured in a car of the elevator, The state quantity is a vertical position or vertical speed of the car.

【0041】請求項18記載の発明による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体は、前記時間座標非線形変
換手段は、拡張ウェーブレット変換式
The medium on which the non-stationary signal analysis program according to claim 18 is recorded, wherein the time-coordinate non-linear transformation means is an extended wavelet transform type.

【0042】[0042]

【数7】 (Equation 7)

【0043】によって前記ウェーブレットスペクトルデ
ータの時間座標を非線形変換したスペクトルデータを計
算することを特徴とする。
The spectral data obtained by nonlinearly transforming the time coordinate of the wavelet spectral data is calculated.

【0044】請求項19記載の発明による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体は、前記時間座標非線形変
換手段は、前記ウェーブレットスペクトルデータを各時
間毎に分割し、時間と前記特定の状態量との関係を記憶
したデータテーブル或いは前記状態量変化関数に基づい
て、分割されたデータを状態量順に並べ替え、各データ
間を補間或いは処理することによって、時間座標を前記
特定の状態量の座標に非線形変換したスペクトルデータ
を計算することを特徴とする。
The medium on which the non-stationary signal analysis program according to the invention of claim 19 is recorded, wherein the time coordinate non-linear transformation means divides the wavelet spectrum data for each time and calculates a time and the specific state quantity. Based on the data table storing the relations or the state quantity change function, the divided data is rearranged in the order of the state quantity, and interpolation or processing is performed between the respective data, so that the time coordinate is nonlinear to the coordinate of the specific state quantity. It is characterized by calculating the converted spectrum data.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明による非定常信号解析装置の第1実施形態
について図1及び図3を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment of the non-stationary signal analyzer according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0046】図1は、本実施形態による非定常信号解析
装置全体の概略構成を示しており、この非定常信号解析
装置は、解析対象から発生する非定常信号を測定するた
めの応答データ測定手段1を備えている。この応答デー
タ測定手段1は、センサー及びA/D変換器、各種ノイ
ズ除去フィルタ等によって構成されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an entire non-stationary signal analyzer according to the present embodiment. This non-stationary signal analyzer is a response data measuring means for measuring an unsteady signal generated from an object to be analyzed. 1 is provided. The response data measuring means 1 is composed of a sensor, an A / D converter, various noise removing filters, and the like.

【0047】応答データ測定手段1によって得られた非
定常信号データ(応答データ時系列)x(t)はウェー
ブレット変換計算手段2に送られる。
The unsteady signal data (response data time series) x (t) obtained by the response data measuring means 1 is sent to the wavelet transform calculating means 2.

【0048】このウェーブレット変換計算手段2は、例
えば上述したウェーブレット変換式(2)
The wavelet transform calculating means 2 is provided, for example, by the above-described wavelet transform equation (2)

【0049】[0049]

【数8】 (Equation 8)

【0050】を保持している。ここで、aは周波数ωの
逆数であり、bは時間tである。
Is held. Here, a is the reciprocal of the frequency ω, and b is the time t.

【0051】そして、ウェーブレット変換計算手段2に
おいて、上式(2)を用いて非定常信号データx(t)
をウェーブレット変換し、図3(b)に示したようなウ
ェーブレットスペクトルデータ(ウェーブレット変換デ
ータ)wt(a,b)を算出する。
Then, in the wavelet transform calculation means 2, the non-stationary signal data x (t) is calculated using the above equation (2).
Is subjected to wavelet transform, and wavelet spectrum data (wavelet transform data) wt (a, b) as shown in FIG. 3B is calculated.

【0052】ウェーブレット変換計算手段2によって得
られたウェーブレットスペクトルデータwt(a,b)
は時間座標非線形変換手段3に送られる。この時間座標
非線形変換手段3は、ウェーブレット変換計算手段2に
よって得られたウェーブレットスペクトルデータwt
(a,b)の時間座標を、監視対象の特定の状態量(物
理量)に関して非線形座標変換するための手段である。
The wavelet spectrum data wt (a, b) obtained by the wavelet transform calculation means 2
Is sent to the time coordinate nonlinear transformation means 3. The time-coordinate non-linear transforming means 3 outputs the wavelet spectrum data wt obtained by the wavelet transform calculating means 2.
This is means for performing non-linear coordinate transformation of the time coordinate of (a, b) with respect to a specific state quantity (physical quantity) of the monitoring target.

【0053】ここで、特定の状態量とは、例えば、応答
データ測定手段1によって測定される非定常信号が加速
度に関する信号であるとすれば、特定の状態量は、例え
ば速度であり、或いは位置である。この点については、
後述する第1実施例及び第2実施例において、エレベー
タ及び鉄道列車を例に挙げて詳しく説明する。
Here, the specific state quantity is, for example, a speed or a position, if the unsteady signal measured by the response data measuring means 1 is a signal relating to acceleration. It is. In this regard,
In the first and second embodiments described below, an elevator and a railway train will be described in detail as examples.

【0054】また、本実施形態による非定常信号解析装
置は、時間と特定の状態量との関係を表す状態量変化関
数データ{z(t1),z(t2)……z(tN)}を書
き込むための時間〜状態量変換テーブル4を備えてい
る。この時間〜状態量変換テーブル4は、後述する状態
量推定手段6と共に、監視対象における特定の状態量の
時間変化を表した状態量変化関数を設定する状態量変化
関数設定手段を構成する。
The unsteady signal analyzer according to the present embodiment provides state quantity change function data {z (t 1 ), z (t 2 )... Z (t N ) representing the relationship between time and a specific state quantity. ) A time-state quantity conversion table 4 for writing} is provided. The time-state amount conversion table 4 constitutes a state amount change function setting unit that sets a state amount change function representing a time change of a specific state amount in the monitoring target together with the state amount estimation unit 6 described later.

【0055】そして、この時間〜状態量変換テーブル4
に書き込まれる状態量変化関数データ{z(t1),z
(t2)……z(tN)}を得るための方法としてはいく
つかの方法が考えられるが、本実施形態においては、予
め求めておいた状態量変化関数データ{z(t1),z
(t2)……z(tN)}を、入力手段5によって時間〜
状態量変換テーブル4に書き込むようにする。
Then, the time-state quantity conversion table 4
State change function data {z (t 1 ), z
There are several methods for obtaining (t 2 )... Z (t N )}, but in the present embodiment, state quantity change function data {z (t 1 ) obtained in advance. , Z
(T 2 )... Z (t N )} is changed by the input means 5 to time
It is written in the state quantity conversion table 4.

【0056】なお、状態量変化関数データ{z
(t1),z(t2)……z(tN)}を得るためのその
他の方法としては、例えば、特定の状態量z(例えば速
度)を直接測定して状態量測定値を得ることによって、
特定の状態量zの時間変化を直接的に取得する方法、或
いは特定の状態量z(例えば速度)以外の状態量(例え
ば加速度)に関する測定データに基づいて特定の状態量
zの時間変化を推定する方法等が考えられる。
The state quantity change function data {z
As another method for obtaining (t 1 ), z (t 2 )... Z (t N )}, for example, a specific state quantity z (for example, speed) is directly measured to obtain a state quantity measurement value. By
A method of directly acquiring the time change of the specific state quantity z, or estimating the time change of the specific state quantity z based on measurement data on a state quantity (eg, acceleration) other than the specific state quantity z (eg, speed) And the like.

【0057】後者の特定の状態量以外の状態量から特定
の状態量zの時間変化を推定する方法は、図1に示した
状態量推定手段6を使用する方法であり、これについて
は本実施形態の変形例として後述する。
The latter method of estimating the time change of the specific state quantity z from the state quantities other than the specific state quantity is a method using the state quantity estimating means 6 shown in FIG. A modification of the embodiment will be described later.

【0058】時間座標非線形変換手段3は、時間〜状態
量変換テーブル4に書き込まれた状態量変化関数データ
{z(t1),z(t2)……z(tN)}を読み出し、
読み出した状態量変化関数データに基づいてウェーブレ
ットスペクトルデータwt(a,b)の時間座標bを状
態量zの座標に変換する。具体的には、時間座標非線形
変換手段3は、特定の状態量zの時間tに対する関数
(状態量変化関数)z(t)の逆関数t(z)を求め、
この逆関数t(z)に基づいて上述したウェーブレット
変換式(2)を時間tから特定の状態量zに変数変換す
る。
The time coordinate nonlinear conversion means 3 reads out the state quantity change function data {z (t 1 ), z (t 2 )... Z (t N )} written in the time-state quantity conversion table 4.
The time coordinate b of the wavelet spectrum data wt (a, b) is converted into the coordinate of the state quantity z based on the read state quantity change function data. Specifically, the time coordinate nonlinear transformation means 3 obtains an inverse function t (z) of a function (state quantity change function) z (t) with respect to time t of a specific state quantity z,
Based on the inverse function t (z), the above-described wavelet transform equation (2) is variable-converted from the time t to a specific state quantity z.

【0059】このようにして特定の状態量zに変数変換
されたウェーブレット変換式(2)は下式(4)のよう
になる。
The wavelet transform equation (2) thus transformed into a specific state quantity z is as shown in the following equation (4).

【0060】[0060]

【数9】 (Equation 9)

【0061】以下では、上式(4)によって示された変
換を便宜上、拡張ウェーブレット変換と称することにす
る。この拡張ウェーブレット変換式(4)によってウェ
ーブレットスペクトルデータwt(a,b)の時間座標
bを状態量zの座標に変換することによって、特定の状
態量に対する周波数の変化を示した拡張ウェーブレット
スペクトルwt(a,z)が得られる。
In the following, the transform expressed by the above equation (4) will be referred to as an extended wavelet transform for convenience. By converting the time coordinate b of the wavelet spectrum data wt (a, b) into the coordinate of the state quantity z by the extended wavelet transform equation (4), the extended wavelet spectrum wt ( a, z) are obtained.

【0062】なお、上述のウェーブレットスペクトルw
t(a,b)は、周波数ωの関数という意味を強調する
ために、以下ではω=a-1をwt(ω,b)、wt(a
-1,b)との表記も用いることにする。また、以下では
従来のウェーブレットスペクトルをwt(ω,t)、拡
張ウェーブレットスペクトルをwt(ω,z)と記して
区別することにする。
Note that the above wavelet spectrum w
In order to emphasize the meaning of t (a, b) as a function of the frequency ω, ω = a -1 is hereinafter referred to as wt (ω, b), wt (a, b).
-1 , b) will also be used. In the following, the conventional wavelet spectrum is denoted by wt (ω, t), and the extended wavelet spectrum is denoted by wt (ω, z).

【0063】また、拡張ウェーブレットスペクトルwt
(ω,z)の別の計算の仕方として、従来のウェーブレ
ット変換により得られたウェーブレットスペクトルデー
タwt(ω,t)を各時間{t1,t2…tn}のデータ
{wt(ω,t1),wt(ω,t2)…wt(ω,
n)}に分割し、時間と特定の状態量の関係を示した
状態量変化関数z(t)或いはその関係を記憶したデー
タテーブル{z(t1),z(t2)…z(tn)}に基
づき、前記の分割データを状態量zの順に並べ替え、デ
ータ間を補間或いは平滑化処理することにより、時間座
標を状態量座標に非線形変換した拡張ウェーブレットス
ペクトルwt(ω,z)を得る方法もある。
The extended wavelet spectrum wt
As another way of calculating (ω, z), wavelet spectrum data wt (ω, t) obtained by the conventional wavelet transform is converted into data {wt (ω, ω) at each time {t 1 , t 2 ... T n }. t 1 ), wt (ω, t 2 ) ... wt (ω,
t n )} and a state quantity change function z (t) indicating the relationship between time and a specific state quantity or a data table {z (t 1 ), z (t 2 ). t n )}, the divided data is rearranged in the order of the state quantity z, and interpolation or smoothing processing is performed between the data, so that the extended wavelet spectrum wt (ω, z ).

【0064】次に、時間座標非線形変換手段3によって
求めた拡張ウェーブレットスペクトルwt(a,z)は
表示手段7に送られる。この表示手段7は、拡張ウェー
ブレットスペクトルwt(a,z)に基づいて、時間座
標軸を変数変換された拡張ウェーブレットスペクトルデ
ータ(ウェーブレット解析データ)として周波数座標ω
=a-1(又はその逆数a)及び状態量座標zに対する2
次元関数wt(ω,z)を表示する。
Next, the extended wavelet spectrum wt (a, z) obtained by the time coordinate nonlinear transformation means 3 is sent to the display means 7. The display means 7 converts the time coordinate axis into a variable wavelet spectrum data (wavelet analysis data) based on the extended wavelet spectrum wt (a, z) to obtain the frequency coordinate ω.
= A -1 (or its reciprocal a) and 2 for the state quantity z
The dimensional function wt (ω, z) is displayed.

【0065】[0065]

【数10】 (Equation 10)

【0066】さらに、本実施形態による非定常信号解析
装置は、時間座標非線形変換手段3によって算出された
拡張ウェーブレットスペクトルデータに基づいて監視対
象における異常の発生の有無を自動的に判定する異常判
定手段8を備えている。この異常判定手段8は、所定の
異常診断方式を用いて監視対象の正常・異常を自動判定
し、判定結果であるアラーム情報・異常モード情報等を
表示手段7に送ってオペレータに警告表示するものであ
る。
Further, the unsteady signal analyzing apparatus according to the present embodiment automatically determines whether or not an abnormality has occurred in a monitoring target based on the extended wavelet spectrum data calculated by the time coordinate nonlinear transformation means 3. 8 is provided. The abnormality judging means 8 automatically judges whether the monitoring target is normal or abnormal by using a predetermined abnormality diagnosis method, sends alarm information, abnormal mode information, etc., which are the judgment results, to the display means 7 to display a warning to the operator. It is.

【0067】ここで、所定の異常診断方式としては、例
えば解析結果の拡張ウェーブレットスペクトルデータw
t(ω,z)の特定の部分のパワスペクトル値 {|wt(ω1,z1)|,…,|wt(ωm,zm)|} に基づいて、次式(5) if(|wt(ωi,zi)|>εi) then 異常i (5) などのしきい値判定や、各種の複合的手段による判定を
行うようにする。
Here, as the predetermined abnormality diagnosis method, for example, the extended wavelet spectrum data w
Based on the power spectrum value of a specific portion of t (ω, z) {| wt (ω 1 , z 1 ) |,..., | wt (ω m , z m ) |}, the following equation (5) if ( | Wt (ω i , z i ) |> ε i ) then threshold judgment of abnormal i (5) and the like and judgment by various complex means are performed.

【0068】また、異常判定手段8による判定結果は、
表示手段7に表示するだけでなく、表示手段7とは別に
設けた異常表示手段9にアラーム表示することもでき
る。
The determination result by the abnormality determining means 8 is as follows:
In addition to displaying on the display means 7, an alarm can be displayed on the abnormality display means 9 provided separately from the display means 7.

【0069】また、時間座標非線形変換手段3の解析結
果である拡張ウェーブレットスペクトルデータについて
の表示手段7の表示に対して、ポインティングデバイス
等により使用者が表示全体の中から特定領域を指定し、
その特定領域に対応する拡張ウェーブレットスペクトル
データのみを取り出して異常判定手段8に送り、そのデ
ータのみを用いて異常判定手段8によって前記の監視対
象における異常の発生の有無を判定することもできる。
The user designates a specific area from the whole display by a pointing device or the like with respect to the display on the display means 7 for the extended wavelet spectrum data which is the analysis result of the time coordinate nonlinear transformation means 3,
It is also possible to take out only the extended wavelet spectrum data corresponding to the specific area and send it to the abnormality judging means 8, and the abnormality judging means 8 judges the occurrence of an abnormality in the monitoring target using only the data.

【0070】これにより、表示手段7に一度表示された
拡張ウェーブレットスペクトルの中から通常と異なった
特徴を有する部分を使用者が判断して取り出し、その部
分についてのみ解析をすることで、他の部分に含まれる
ノイズや外乱その他の因子の影響を受けることなく直接
的な解析作業が可能になり、その結果、異常判定の精度
が向上する。
Thus, the user can determine and take out a portion having a different characteristic from the extended wavelet spectrum once displayed on the display means 7 and analyze only that portion to obtain another portion. The analysis work can be performed directly without being affected by noise, disturbance, and other factors included in the data, and as a result, the accuracy of abnormality determination can be improved.

【0071】以上述べたように本実施形態の非定常信号
解析装置によれば、監視対象から測定された非定常信号
データをウェーブレット変換してウェーブレットスペク
トルデータを求め、これらのウェーブレットスペクトル
データに対して時間座標軸を特定の状態量(物理量)の
座標軸に座標変換するようにしたので、周波数スペクト
ルの時間変化のみならず、特定の状態量(例えばメカニ
カルシステムにおける位置、速度、加速度など)と周波
数スペクトルとの相関関係・因果関係を容易に把握する
ことができる。
As described above, according to the non-stationary signal analyzer of the present embodiment, the non-stationary signal data measured from the monitored object is subjected to the wavelet transform to obtain the wavelet spectrum data. Since the time coordinate axis is coordinate-transformed to the coordinate axis of a specific state quantity (physical quantity), not only the time change of the frequency spectrum but also the specific state quantity (for example, position, velocity, acceleration, etc. in a mechanical system) and the frequency spectrum Can be easily grasped.

【0072】このため、監視対象において異常現象が発
生した場合にその異常現象を物理法則の観点から理解し
やすい解析結果・表示が得られ、例えば異常現象の発生
箇所を容易に特定することができる。
For this reason, when an abnormal phenomenon occurs in the monitored object, an analysis result / display that makes it easy to understand the abnormal phenomenon from the viewpoint of the laws of physics is obtained, and for example, the location where the abnormal phenomenon occurs can be easily specified. .

【0073】また、本実施形態の非定常信号解析装置に
よれば、監視対象の運転状態、内部状態などが頻繁に変
化する非定常状態において、変化する状態ごとにスペク
トル分布を解析することができるので、非定常信号の解
析に極めて有効であり、結果として、短い断片的なデー
タに対しても有効な解析を行うことが可能となる。
Further, according to the non-stationary signal analyzer of the present embodiment, in the non-stationary state where the operating state and the internal state of the monitored object frequently change, the spectrum distribution can be analyzed for each changing state. Therefore, it is extremely effective for analyzing non-stationary signals, and as a result, it is possible to perform effective analysis even for short fragmentary data.

【0074】変形例 次に、上述した第1実施形態の変形例について図4を参
照して説明する。
Modification Next, a modification of the above-described first embodiment will be described with reference to FIG.

【0075】本変形例による非定常信号解析装置は、時
間〜状態量変換テーブル4に書き込むための状態量変化
関数データ{z(t1),z(t2)……z(tN)}
を、特定の状態量z以外の状態量に関する測定データに
基づいて、状態量推定手段6によって推定して作成する
ようしたものである。したがって、特定の状態量zを直
接測定できない場合において極めて有効である。
The non-stationary signal analyzer according to the present modified example has state quantity change function data {z (t 1 ), z (t 2 )... Z (t N )} for writing in the time-state quantity conversion table 4.
Is estimated and created by the state quantity estimating means 6 based on measurement data on state quantities other than the specific state quantity z. Therefore, it is extremely effective when the specific state quantity z cannot be directly measured.

【0076】本変形例における状態量推定手段6は、監
視対象の動特性モデルに基づいた状態推定手段を用いて
特定の状態量zの時間変化を測定データから実時間で推
定することにより、状態量変化関数データ{z
(t1),z(t2)……z(tN)}を得るものであ
る。
The state quantity estimating means 6 in the present modified example estimates the time change of a specific state quantity z from measured data in real time using state estimating means based on a dynamic characteristic model of a monitored object, thereby obtaining a state quantity. Quantity change function data {z
(T 1 ), z (t 2 )... Z (t N )}.

【0077】図4は、本変形例における状態量推定手段
6の概略構成を示している。この状態量推定手段6にお
いては、監視対象10の入力信号u(t)を出力信号予
測モデル11に入力したときの出力予測値yハット
(t)と実際の出力信号y(t)との差である推定誤差
信号e(t)に基づき、推定状態量修正手段12により
出力信号予測モデル11内の状態量推定値を逐次修正す
ることにより、直接には測定できない特定の状態量z
(t)を実時間で推定することができる。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the state quantity estimating means 6 in this modification. In the state quantity estimating means 6, the difference between the output predicted value y hat (t) when the input signal u (t) of the monitoring target 10 is input to the output signal prediction model 11 and the actual output signal y (t) is obtained. Based on the estimated error signal e (t), the estimated state amount correcting means 12 sequentially corrects the state amount estimation value in the output signal prediction model 11 to obtain a specific state amount z that cannot be directly measured.
(T) can be estimated in real time.

【0078】状態推定手段の一例としてカルマンフィル
タ或いは状態観測器による構成では、出力信号予測モデ
ルが下式(6)、(7)、推定状態量修正手段が下式
(8)となる。
In a configuration using a Kalman filter or a state observer as an example of the state estimating means, the output signal prediction model is expressed by the following equations (6) and (7), and the estimated state quantity correcting means is expressed by the following equation (8).

【0079】[0079]

【数11】 [Equation 11]

【0080】ここで、A、B、Cは監視対象の動特性モ
デルに関する係数行列、Kはカルマンゲイン(或いは状
態観測器ゲイン)である。
Here, A, B, and C are coefficient matrices related to the dynamic characteristic model to be monitored, and K is a Kalman gain (or state observer gain).

【0081】この逐次計算により、監視対象の入力信号
u(k)、出力信号y(k)の観測データ系列から監視
対象の内部状態量ベクトルz(k|k)を推定すること
ができる。このようにして推定された状態量ベクトル中
のいくつかの要素を特定の状態量zとして取り出し、そ
の時系列{z(t1),z(t2)……z(tN)}から
時間〜状態量変換テーブル4を作成する。
By this successive calculation, the internal state quantity vector z (k | k) of the monitoring target can be estimated from the observation data sequence of the input signal u (k) and the output signal y (k) of the monitoring target. Removed some elements of state vector in this manner is estimated as a particular state variable z, time series {z (t 1), z (t 2) ...... z (t N)} from the time- A state quantity conversion table 4 is created.

【0082】なお、上述の状態量の推定は、予めオフラ
インで処理しておく方法と、データを観測しながら実時
間で処理する方法とがある。
The above-mentioned estimation of the state quantity includes a method of performing offline processing in advance and a method of performing real-time processing while observing data.

【0083】以上述べたように本変形例によれば、特定
の状態量zを直接測定することができない場合であって
も、状態量推定手段6によって特定の状態量zと観測デ
ータスペクトルとの関係を把握することができる。ま
た、ウェーブレット解析手法に他の解析手法を組み合わ
せることが容易になる。
As described above, according to this modification, even when the specific state quantity z cannot be directly measured, the state quantity estimating means 6 compares the specific state quantity z with the observed data spectrum. You can understand the relationship. In addition, it becomes easy to combine another analysis technique with the wavelet analysis technique.

【0084】第1実施例 次に、上記第1実施形態による非定常信号解析装置の第
1実施例として、監視対象がメカニカルシステムである
エレベータの場合について図5乃至図15を参照して説
明する。本実施例においては、測定信号(非定常信号)
がエレベータの乗りかご内で測定される加速度信号であ
り、非線形変換に用いる特定の状態量は乗りかごの昇降
位置或いは昇降速度である。
First Example Next, as a first example of the unsteady signal analyzer according to the first embodiment, a case where an object to be monitored is an elevator which is a mechanical system will be described with reference to FIGS. . In this embodiment, the measurement signal (unsteady signal)
Is the acceleration signal measured in the elevator car, and the specific state quantity used for the non-linear conversion is the elevator position or the elevator speed of the elevator car.

【0085】監視対象であるエレベータは、図5に示し
たように、モータ51、シーブ(滑車)52a、52
b、52c、52d、かご枠53、乗りかご54、ガイ
ドローラ55、ガイドレール56、カウンターウェイト
57によって構成されている。
As shown in FIG. 5, the elevators to be monitored include a motor 51, sheaves (pulleys) 52a, 52
b, 52c, 52d, a car frame 53, a car 54, a guide roller 55, a guide rail 56, and a counterweight 57.

【0086】また、本実施例による非定常信号解析装置
は、図6に示したように乗りかご54内に配置された加
速度センサー20を備えている。この加速度センサー2
0によって測定された加速度信号は、A/D変換器21
に送られて変換された後、解析・表示装置(例えばパソ
コン)22に取り込まれる。加速度センサー20及びA
/D変換器21は図1に示した応答データ測定手段1を
構成する。
The unsteady signal analyzing apparatus according to the present embodiment includes the acceleration sensor 20 arranged in the car 54 as shown in FIG. This acceleration sensor 2
The acceleration signal measured by the A / D converter 21
After the data is converted into the data, it is taken into an analysis / display device (for example, a personal computer) 22. Acceleration sensor 20 and A
The / D converter 21 constitutes the response data measuring means 1 shown in FIG.

【0087】解析・表示装置22の内部では図1に示し
た処理によって拡張ウェーブレットスペクトルデータが
算出され、算出された拡張ウェーブレットスペクトルデ
ータが解析・表示装置22の画面に表示される。また、
解析結果又は異常診断結果はモデム23、23及び公衆
回線を通じて遠隔地の監視センターに送られ、この監視
センターの集中監視端末24に表示され、さらに異常状
態に応じてアラームが発生される。
In the analysis / display device 22, extended wavelet spectrum data is calculated by the processing shown in FIG. 1, and the calculated extended wavelet spectrum data is displayed on the screen of the analysis / display device 22. Also,
The analysis result or abnormality diagnosis result is sent to a remote monitoring center via the modems 23 and 23 and a public line, displayed on the central monitoring terminal 24 of the monitoring center, and an alarm is generated according to the abnormal state.

【0088】図7は、解析・表示装置22における具体
的なフローチャートを示したものである。
FIG. 7 shows a specific flowchart in the analysis / display device 22.

【0089】まず、診断開始と共に、加速度センサー2
0によって乗りかご54内の加速度信号x(t)を測定
する(ステップ1)。次に、上述した式(2)及び式
(3)を用いて、測定された加速度信号x(t)に基づ
いてウェーブレットスペクトルデータwt(a,b)を
計算する(ステップ2)。
First, when the diagnosis is started, the acceleration sensor 2
The acceleration signal x (t) in the car 54 is measured by 0 (step 1). Next, the wavelet spectrum data wt (a, b) is calculated based on the measured acceleration signal x (t) using the above-described equations (2) and (3) (step 2).

【0090】そして、その解析結果であるウェーブレッ
トスペクトルデータwt(a,b)又はwt(ω,b)
を時間軸及び周波数軸に対してディスプレイ端末に表示
する(ステップ3)。ここで、ω=a-1はウェーブレッ
トスペクトルの周波数である。次に、解析対象の特定の
状態量として、かご速度又はかご位置のいずれかを使用
者が選択する(ステップ4)。なお、このステップ4に
ついては、かご速度及びかご位置の両方の手順を自動的
に処理するようにすることも可能である。
Then, the wavelet spectrum data wt (a, b) or wt (ω, b) which is the analysis result is obtained.
Is displayed on the display terminal with respect to the time axis and the frequency axis (step 3). Here, ω = a −1 is the frequency of the wavelet spectrum. Next, the user selects either the car speed or the car position as the specific state quantity to be analyzed (step 4). In addition, about this step 4, it is also possible to automatically process both procedures of the car speed and the car position.

【0091】次に、ステップ4の特定の状態量の選択に
おいてかご位置を選択した場合には、加速度信号x
(t)を2階積分することにより、かご位置信号p
(t)を生成する(ステップ5)。そして、ステップ5
で生成されたかご位置信号データ{p(t1),p
(t2)…p(tN)}に基づいて、時間t及び位置pの
関数テーブルを作成する(ステップ6)。
Next, when the car position is selected in the selection of the specific state quantity in step 4, the acceleration signal x
By integrating the second order of (t), the car position signal p
(T) is generated (step 5). And step 5
Car position signal data {p (t 1 ), p
Based on (t 2 )... P (t N )}, a function table of time t and position p is created (step 6).

【0092】次に、ステップ2で算出されたウェーブレ
ットスペクトルデータの時間座標をステップ6で作成さ
れた関数テーブルに基づいてかご位置pの座標に変換
し、拡張ウェーブレットスペクトルデータwt(ω,
p)を求める(ステップ7)。そして、解析結果である
拡張ウェーブレットスペクトルデータwt(ω,p)を
ディスプレイに表示する(ステップ8)。
Next, the time coordinates of the wavelet spectrum data calculated in step 2 are converted into the coordinates of the car position p based on the function table created in step 6, and the expanded wavelet spectrum data wt (ω,
p) is obtained (step 7). Then, the extended wavelet spectrum data wt (ω, p) as the analysis result is displayed on the display (step 8).

【0093】さらに、下式(9)に示したようにwt
(ω,p)で位置pに対する変化率を計算し、変化率が
所定のしきい値を超えるか否かを判定式によって判定
し、パワスペクトルの位置に対する急変の有無を判定す
る(ステップ9)。
Further, as shown in the following equation (9), wt
The change rate with respect to the position p is calculated by (ω, p), and whether or not the change rate exceeds a predetermined threshold is determined by a determination formula, and whether or not there is a sudden change with respect to the position of the power spectrum is determined (step 9). .

【0094】[0094]

【数12】 (Equation 12)

【0095】そして、ステップ9において急変があると
判定された場合には、急変箇所p(ti)を検出し、エ
レベータ系のレール或いはロープの異常としてディスプ
レイに表示する(ステップ10)。一方、急変がないと
判定された場合には、ディスプレイに「異常なし」を表
示し(ステップ11)、診断を終了或いは次の動作周期
まで待機する。
If it is determined in step 9 that there is a sudden change, the sudden change point p (t i ) is detected and displayed on the display as an abnormality in the elevator system rail or rope (step 10). On the other hand, if it is determined that there is no sudden change, "no abnormality" is displayed on the display (step 11), and the diagnosis is terminated or the operation waits until the next operation cycle.

【0096】また、ステップ4において特定の状態量と
してかご速度を選択した場合には、加速度信号x(t)
を1階積分することによってかご速度信号v(t)を生
成する(ステップ12)。そして、ステップ12で生成
されたかご速度信号データ{v(t1),v(t2)…v
(tN)}に基づいて、時間t及び速度vの関数テーブ
ルを作成する(ステップ13)。
If the car speed is selected as a specific state quantity in step 4, the acceleration signal x (t)
Is first-order integrated to generate a car speed signal v (t) (step 12). Then, the car speed signal data {v (t 1 ), v (t 2 ).
Based on (t N )}, a function table of time t and speed v is created (step 13).

【0097】次に、ステップ2で算出されたウェーブレ
ットスペクトルデータwt(a,b)の時間座標をステ
ップ13で作成された関数テーブルに基づいてかご速度
vの座標に変換し、拡張ウェーブレットスペクトルデー
タwt(ω,v)を求める(ステップ14)。そして、
解析結果である拡張ウェーブレットスペクトルデータw
t(ω,v)をディスプレイに表示する(ステップ1
5)。
Next, the time coordinates of the wavelet spectrum data wt (a, b) calculated in step 2 are converted into the coordinates of the car speed v based on the function table created in step 13, and the expanded wavelet spectrum data wt (Ω, v) is obtained (step 14). And
Extended wavelet spectrum data w that is the analysis result
Display t (ω, v) on the display (Step 1)
5).

【0098】さらに、下式(10)に示したように|w
t(ω,v)|のしきい値判定 |wt(ωi,vi)| > εv (10) により、しきい値を超えるパワスペクトルを持つ部分の
データ(ピークスペクトル){wt(ω1,v1),wt
(ω2,v2)…wt(ωm,vm)}を検出する。さら
に、周波数ωとかご速度vとの間の比例関係式(11) vi=rωi+ei (11) を仮定し、誤差eiの二乗和Σei 2が最小となる係数r
の最小二乗解
Further, as shown in the following equation (10), | w
t (ω, v) | of the threshold determination | wt (ω i, v i ) |> by .epsilon.v (10), data of a portion having the power spectrum above the threshold (peak spectrum) {wt (omega 1 , V 1 ), wt
2 , v 2 )... Wt (ω m , v m )} is detected. In addition, the proportional relationship between the frequency ω and the car speed v (11) v i = rω i + e i (11) assuming, coefficient sum of squares Σe i 2 of the error e i is the minimum r
Least-squares solution of

【0099】[0099]

【数13】 (Equation 13)

【0100】を求める。Is obtained.

【0101】このとき、各データ点{(ω1,v1),
(ω2,v3)…(ωm,vm)}の比例関係式(11)の
直線からの距離dの分散に対する判定式
At this time, each data point {(ω 1 , v 1 ),
2 , v 3 )... (Ω m , v m )} The proportionality equation (11) determines the variance of the distance d from the straight line.

【0102】[0102]

【数14】 [Equation 14]

【0103】が成り立てば速度vと周波数ωに強い相関
(比例)関係があると判断する(ステップ16)。
If the above holds, it is determined that there is a strong correlation (proportional relationship) between the speed v and the frequency ω (step 16).

【0104】そして、この場合は、エレベータの回転系
(モータ、シーブ、各軸のベアリング、ガイドローラな
ど)のいずれかに異常があると判断される。なぜなら
ば、回転系の偏心等によるトルクむらの周波数は回転数
に比例し、また、かご速度も回転数に比例するためであ
る。
In this case, it is determined that there is an abnormality in any of the elevator rotation systems (motors, sheaves, bearings for each shaft, guide rollers, etc.). This is because the frequency of torque unevenness due to eccentricity of the rotating system is proportional to the rotation speed, and the car speed is also proportional to the rotation speed.

【0105】さらに、比例係数rからどの回転系かを判
定し、判定結果をディスプレイに表示する(ステップ1
7)。例えば、(r/2π)がシーブ(滑車)の半径に
一致すれば、 かご速度=2π(シーブ半径)×(シーブ回転周波数) (14) なる関係からシーブの偏心によるトルクむらが原因と判
断される。一方、ステップ16において相関関係はない
と判定された場合には、ディスプレイに「異常なし」を
表示し(ステップ11)、診断を終了或いは次の動作周
期まで待機する。
Further, it is determined which rotational system is based on the proportional coefficient r, and the result of the determination is displayed on the display (step 1).
7). For example, if (r / 2π) coincides with the radius of the sheave (pulley), car speed = 2π (sheave radius) x (sheave rotation frequency). You. On the other hand, if it is determined in step 16 that there is no correlation, "no abnormality" is displayed on the display (step 11), and the diagnosis is terminated or the operation waits until the next operation cycle.

【0106】次に、図1に示した時間座標非線形変換手
段3における処理に対応するステップ6又はステップ1
3における座標変換の具体的手順について説明する。
Next, step 6 or step 1 corresponding to the processing in the time coordinate nonlinear transformation means 3 shown in FIG.
The specific procedure of coordinate conversion in 3 will be described.

【0107】まず、かご位置信号p(t)或いはかご速
度信号v(t)をここでは状態量信号z(t)と記すこ
とにし、データ列{z(t1),z(t2)…z
(tN)}からなる関数テーブル(時間〜状態量変換テ
ーブル4)が得られているとする。そして、通常のウェ
ーブレット変換により得られたデータ wt(a,b)={wt(ai,bj)|i=1,...,n1,j=1,...,n2} (15) に対し、まず周波数ω=a-1の関係を代入し、 wt(ω,b)={wt(ωi,bj)|ωi=ai -1,i=1,...,n1,j=1,...,n2} (16) なるデータに変換する。
First, the car position signal p (t) or the car speed signal v (t) will be referred to as a state quantity signal z (t) here, and the data string {z (t 1 ), z (t 2 ). z
It is assumed that a function table (time to state quantity conversion table 4) consisting of (t N )} has been obtained. Then, data obtained by ordinary wavelet transform wt (a, b) = {wt (a i , b j ) | i = 1,..., N1, j = 1,. ), The relationship of frequency ω = a −1 is substituted, and wt (ω, b) = {wt (ω i , b j ) | ω i = a i −1 , i = 1, ..., n1, j = 1,..., n2} (16)

【0108】次に、各データ要素の時間座標bjに対
し、 tk≦bj≦tk+1 (17) なるtkを{t1,t2…tN}から探し出し、線形補間式
[0108] Next, with respect to time coordinate b j of each data element, finding a t k ≦ b j ≦ t k + 1 (17) comprising t k from {t 1, t 2 ... t N}, the linear interpolation formula

【0109】[0109]

【数15】 (Equation 15)

【0110】により、対応する状態量z(bj)を求め
ることにより、拡張ウェーブレットスペクトルデータ wt(ω,z)={wt(ωi,z(bj))|ωi=ai -1,i=1,..,n1,j=1,..,n2 } (19) を得ることができる。
By calculating the corresponding state quantity z (b j ), the expanded wavelet spectrum data wt (ω, z) = {wt (ω i , z (b j )) | ω i = a i -1 , I = 1, .., n1, j = 1, .., n2 19 (19).

【0111】また、別の手段としては、時間〜状態量変
換テーブル4から関数z(t)を推定する。例えば、 z(t)=z0+z1t+…zpp (20) なる多項式を仮定し、係数z0,z1…zpをデータ{z
(t1),z(t2)…z(tN)}から最小二乗推定す
る。次に、その逆関数t(z)を求める。
As another means, a function z (t) is estimated from the time-state quantity conversion table 4. For example, z (t) = z 0 + z 1 t + ... z p t p (20) becomes a polynomial assuming, coefficient z 0, z 1 ... z p data {z
(T 1 ), z (t 2 )... Z (t N )}. Next, the inverse function t (z) is obtained.

【0112】最後に、観測データx(t)に対し、Finally, for the observation data x (t),

【0113】[0113]

【数16】 (Equation 16)

【0114】を直接、数値積分することにより、拡張ウ
ェーブレットスペクトルデータを得ることもできる。
The extended wavelet spectrum data can also be obtained by directly numerically integrating.

【0115】図8乃至図15は、本実施例による非定常
信号解析装置を用いてエレベータの乗りかご54の加速
度データを解析した結果を示している。
FIGS. 8 to 15 show the results of analyzing the acceleration data of the elevator car 54 using the unsteady signal analyzer according to the present embodiment.

【0116】図8乃至図12は、エレベータのモータ5
1の軸が偏心したことによる回転トルクむらが原因で乗
りかご54において異常振動が生じたケースを示してい
る。図8(a)はモータ51のトルク司令値、図8
(b)はその時のかご加速度信号x(t)の積分計算か
ら推定したかご速度信号v(t)、図8(c)は同様に
かご加速度信号x(t)の2階積分計算から推定したか
ご位置信号p(t)である。
FIGS. 8 to 12 show the motor 5 of the elevator.
An example in which abnormal vibration occurs in the car 54 due to uneven rotation torque due to the eccentricity of one shaft is shown. FIG. 8A shows a torque command value of the motor 51, and FIG.
(B) is the car speed signal v (t) estimated from the integral calculation of the car acceleration signal x (t) at that time, and FIG. 8 (c) is similarly estimated from the second-order integral calculation of the car acceleration signal x (t). This is the car position signal p (t).

【0117】このとき、乗りかご54の内部で観測され
た加速度データx(t)は、図9(a)に示したように
速度と共に周波数特性が変化する非定常信号である。そ
の理由は、モータ軸の偏心によるトルクむらの周波数が
図9(b)に示したようにかご速度に比例して変化する
ためである。したがって、加速度データx(t)を単純
にフーリエ変換しても、図9(c)に示したように全体
のスペクトル分布が解るだけで、速度信号への依存性は
判別できない。
At this time, the acceleration data x (t) observed inside the car 54 is an unsteady signal whose frequency characteristic changes with speed as shown in FIG. 9A. The reason is that the frequency of the torque unevenness due to the eccentricity of the motor shaft changes in proportion to the car speed as shown in FIG. 9B. Therefore, even if the acceleration data x (t) is simply Fourier-transformed, only the entire spectral distribution is known as shown in FIG. 9C, and the dependence on the speed signal cannot be determined.

【0118】図10、図11(a)、(b)、図12は
それぞれ、加速度信号x(t)を従来型ウェーブレット
変換した結果、速度信号v(t)に基づく拡張ウェーブ
レット変換した結果、位置信号p(t)に基づく拡張ウ
ェーブレット変換した結果を示している。
FIGS. 10, 11 (a), (b), and 12 show the results of the conventional wavelet transform of the acceleration signal x (t), the results of the extended wavelet transform based on the velocity signal v (t), and the position, respectively. The result of the extended wavelet transform based on the signal p (t) is shown.

【0119】例えば、図11(a)、(b)の速度信号
に基づくウェーブレットスペクトルデータを見ると、ス
ペクトルの山(ピークスペクトル)が速度信号v(t)
と周波数ω=a-1との比例関係を表す一直線上に並んで
いることが判別できる。この結果から、エレベータの回
転系が異常であることが判別され、さらに、速度と周波
数との比例関係からモータ51の軸が異常であることが
判別される。
For example, looking at the wavelet spectrum data based on the velocity signals shown in FIGS. 11A and 11B, the peak of the spectrum (peak spectrum) shows the velocity signal v (t).
And the frequency ω = a −1 can be determined to be aligned on a straight line representing a proportional relationship. From this result, it is determined that the rotation system of the elevator is abnormal, and further, it is determined from the proportional relationship between the speed and the frequency that the axis of the motor 51 is abnormal.

【0120】また、図13乃至図15はエレベータのガ
イドレール56に異常がある場合の解析結果を示してい
る。図13の(a)、(b)、(c)はそれぞれ、モー
タトルク信号、かご速度信号v(t)、かご位置信号p
(t)を示している。図14の(a)、(b)はそれぞ
れ、かご内加速度信号x(t)、そのフーリエ変換結果
を示している。
FIGS. 13 to 15 show the results of analysis when the guide rail 56 of the elevator has an abnormality. (A), (b), and (c) of FIG. 13 show a motor torque signal, a car speed signal v (t), and a car position signal p, respectively.
(T) is shown. FIGS. 14A and 14B show the in-car acceleration signal x (t) and its Fourier transform result, respectively.

【0121】そして、乗りかご54が上昇中に、高さ約
10.7mの部分にガイドレール56の継ぎ目による段
差があり、この段差によって乗りかご54がインパルス
状の外力を受け、振動を始めている。しかし、図14
(b)に示したフーリエ変換の結果からは、どの部分で
外力を受けたのか判別できない。
While the car 54 is rising, there is a step due to the seam of the guide rail 56 at a height of about 10.7 m, and the car 54 receives an impulse-like external force due to the step and starts to vibrate. . However, FIG.
From the result of the Fourier transform shown in (b), it cannot be determined at which portion the external force has been applied.

【0122】次に、加速度信号x(t)の位置信号p
(t)に対する拡張ウェーブレット変換の結果を図15
に示す。図15から解るように、かご位置p軸方向に対
し、p=10.7mの部分でスペクトルの急変が見られ
る。したがって、このp=10.7mの部分でガイドレ
ール56の異常が発生していることが判別される。
Next, the position signal p of the acceleration signal x (t)
FIG. 15 shows the result of the extended wavelet transform for (t).
Shown in As can be seen from FIG. 15, a sharp change in the spectrum is observed at the position of p = 10.7 m with respect to the car position p-axis direction. Therefore, it is determined that the abnormality of the guide rail 56 has occurred at the portion of p = 10.7 m.

【0123】以上述べたように本実施例によれば、エレ
ベータの乗りかご54の加速度信号をかご速度に対して
拡張ウェーブレット変換し、得られた拡張ウェーブレッ
トスペクトルデータにおけるピークスペクトルの周波数
とかご速度との比例関係から回転系のトルク変動が発生
していることが判別でき、さらに比例係数から原因とな
る回転系の半径を特定できる。
As described above, according to this embodiment, the acceleration signal of the elevator car 54 is subjected to the extended wavelet transform with respect to the car speed, and the peak spectrum frequency and the car speed in the obtained extended wavelet spectrum data are obtained. It can be determined from the proportional relationship that the torque fluctuation of the rotating system has occurred, and the radius of the rotating system that causes the fluctuation can be specified from the proportional coefficient.

【0124】同様に、加速度信号のかご位置に対する拡
張ウェーブレットスペクトルデータのスペクトルの位置
変化から、レール、ロープなどの傷の有無を判別でき、
その位置を特定することができる。
Similarly, the presence or absence of a flaw such as a rail or a rope can be determined from the change in the spectrum position of the extended wavelet spectrum data with respect to the car position of the acceleration signal.
The position can be specified.

【0125】したがって、エレベータの異常診断、メイ
ンテナンス業務等の効率を大幅に向上させることができ
る。また、エレベータの移動距離が短く、観測データ長
が短い場合でも精度の高い解析・異常診断を行うことが
可能である。
Therefore, it is possible to greatly improve the efficiency of elevator abnormality diagnosis, maintenance work, and the like. In addition, even when the moving distance of the elevator is short and the observation data length is short, highly accurate analysis and abnormality diagnosis can be performed.

【0126】なお、本実施例の異常判定手段は、エレベ
ータのかご内加速度信号を一度記憶し、それに対して、
オフライン処理で異常解析を行う場合と、実時間でデー
タの測定、特定状態量であるかご速度・加速度の推定、
拡張ウェーブレット計算、異常の判定を全て実時間で行
う場合とがある。
The abnormality determining means of this embodiment stores the acceleration signal in the car of the elevator once,
Abnormal analysis in offline processing, data measurement in real time, estimation of car speed / acceleration as a specific state quantity,
In some cases, the extended wavelet calculation and abnormality determination are all performed in real time.

【0127】特に、エレベータシステムの異常診断への
適用に関しては、加速度信号に含まれる振動スペクトル
のかご位置、かご速度との相関関係が明確に把握でき、
診断、異常箇所の特定が容易に行える。
In particular, regarding the application to the abnormality diagnosis of the elevator system, the correlation of the vibration spectrum included in the acceleration signal with the car position and the car speed can be clearly grasped.
Diagnosis and identification of abnormal parts can be easily performed.

【0128】第2実施例 次に、上記第1実施形態による非定常信号解析装置の第
2実施例として、監視対象が列車である場合について図
16及び図17を参照して説明する。
Second Example Next, as a second example of the unsteady signal analyzer according to the first embodiment, a case where a monitoring target is a train will be described with reference to FIGS.

【0129】鉄道などの列車、電車は車輪の摩耗或いは
レールの歪み、変形などにより、異常振動や異常音を発
することがあり、乗り心地の低下、乗客の不快感、さら
には列車事故の原因となる。
Trains and trains, such as railways, may emit abnormal vibrations or noises due to wear of wheels, distortion or deformation of rails, etc., which may cause a decrease in ride comfort, discomfort to passengers, and a train accident. Become.

【0130】そこで、以下では、非定常信号解析装置を
列車の異常診断システムとして使用する場合について説
明する。
Therefore, a case where the non-stationary signal analyzer is used as a train abnormality diagnosis system will be described below.

【0131】図16は本実施例による非定常信号解析装
置の概略を示した構成図であり、図17は本実施例によ
る非定常信号解析装置を列車に取り付けた状態を説明す
るための説明図である。
FIG. 16 is a block diagram schematically showing an unsteady signal analyzing apparatus according to this embodiment. FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a state where the unsteady signal analyzing apparatus according to this embodiment is mounted on a train. It is.

【0132】図16に示したように本実施例による非定
常信号解析装置は、応答データ測定手段1を構成する加
速度センサー30及び音響センサー31を備えており、
これらのセンサー30、31は図17に示したように列
車32に取り付けられている。加速度センサ30及び音
響センサー31からなる応答データ測定手段1の検出信
号は、ウェーブレット変換計算手段2に送られてここで
ウェーブレットスペクトルに変換される。
As shown in FIG. 16, the unsteady signal analyzing apparatus according to the present embodiment includes an acceleration sensor 30 and an acoustic sensor 31 which constitute the response data measuring means 1.
These sensors 30, 31 are attached to the train 32 as shown in FIG. The detection signal of the response data measuring means 1 comprising the acceleration sensor 30 and the acoustic sensor 31 is sent to the wavelet transform calculating means 2 where it is converted into a wavelet spectrum.

【0133】また、図17に示したように列車32には
従来から位置センサ33及びエンコーダ34が取り付け
られており、位置センサ33は地上に設置された地上識
別子(目印)35を認識するものであり、一方、エンコ
ーダ34は列車32の車輪軸に取り付けられてこの車輪
軸の回転を検出するものである。
As shown in FIG. 17, a train 32 is conventionally provided with a position sensor 33 and an encoder 34. The position sensor 33 recognizes a ground identifier (mark) 35 installed on the ground. On the other hand, the encoder 34 is attached to the wheel shaft of the train 32 and detects the rotation of the wheel shaft.

【0134】さらに、本実施例による非定常信号解析装
置は、図16に示したように速度・位置検出手段36を
備えており、この速度・位置検出手段36は、上述した
位置センサ33及びエンコーダ34からの信号に基づい
て、特定の状態量である列車の速度及び位置を検出し、
時間〜位置データ或いは時間〜速度データを作成する。
これらの時間〜位置データ或いは時間〜速度データは時
間〜状態量変換テーブル4に送られてここに格納され
る。
Further, the unsteady signal analyzing apparatus according to the present embodiment is provided with speed / position detecting means 36 as shown in FIG. 16, and this speed / position detecting means 36 is provided with the above-described position sensor 33 and encoder. 34, based on the signal from 34, the speed and position of the train, which is a specific state quantity,
Create time-position data or time-speed data.
These time-position data or time-speed data are sent to the time-state quantity conversion table 4 and stored therein.

【0135】ウェーブレット変換計算手段2によって算
出されたウェーブレットスペクトルは時間座標非線形変
換手段3に送られ、この時間座標非線形変換手段3は、
時間〜状態量変換テーブル4からの時間〜位置データ或
いは時間〜速度データに基づいて、ウェーブレットスペ
クトルの時間座標を列車位置座標或いは列車速度座標に
変換して拡張ウェーブレットスペクトルを生成する。
The wavelet spectrum calculated by the wavelet transform calculating means 2 is sent to the time coordinate non-linear transform means 3, and this time coordinate non-linear transform means 3
Based on the time-position data or the time-speed data from the time-state quantity conversion table 4, the time coordinates of the wavelet spectrum are converted into train position coordinates or train speed coordinates to generate an extended wavelet spectrum.

【0136】時間座標非線形変換手段3の変換結果は異
常判定手段8に送られ、この異常判定手段8において正
常か異常かの判定がなされる。ここで、異常判定の方法
としては、まず位置〜周波数に対する拡張ウェーブレッ
トスペクトルを過去の正常時のスペクトルデータと比較
し、その差異がしきい値以上になった場合に線路のレー
ル異常と判定し、さらに、異常が発生したレールの場所
を特定する。
The conversion result of the time coordinate non-linear conversion means 3 is sent to the abnormality determination means 8, and the abnormality determination means 8 determines whether it is normal or abnormal. Here, as a method of abnormality determination, first, the extended wavelet spectrum for the position to frequency is compared with past normal spectrum data, and when the difference is equal to or larger than the threshold value, it is determined that the rail is abnormal in the line, Further, the location of the rail where the abnormality has occurred is specified.

【0137】また、他の異常判定方法としては、速度〜
周波数に対する拡張ウェーブレットスペクトルを過去の
正常時のスペクトルデータと比較し、その差異がしきい
値以上になった場合に列車の車輪異常と判定し、異常が
発生した車輪を特定する。
Further, as another abnormality determination method, speed
The extended wavelet spectrum for the frequency is compared with the past normal spectrum data, and when the difference is equal to or larger than the threshold value, it is determined that the train is abnormal, and the abnormal wheel is specified.

【0138】なお、異常判定の際に使用される正常時の
データは、通常運転時のデータ或いは列車試験時のデー
タの基づいて別途作成し、予め準備しておくようにす
る。
[0138] The normal data used at the time of the abnormality judgment is separately prepared based on the data of the normal operation or the data of the train test, and is prepared in advance.

【0139】異常判定手段8による判定結果は列車32
内に設けられた表示警報装置(異常表示手段)9に送ら
れ、異常の場合には運転員に対して警報が発せられる。
また、異常判定手段8の判定結果は、有線又は無線の通
信手段37によって列車管制センター内の受信手段38
に送られ、さらに列車管制センター内の表示手段7に送
られてここに表示される。
The result of the judgment by the abnormality judging means 8 is the train 32
It is sent to a display / warning device (abnormality display means) 9 provided therein, and in the case of an abnormality, an alarm is issued to the operator.
The determination result of the abnormality determining means 8 is transmitted to the receiving means 38 in the train control center by a wired or wireless communication means 37.
And sent to the display means 7 in the train control center to be displayed there.

【0140】なお、上記の実施例においては実時間にて
処理を実行することを前提としているが、実時間ではな
くオフラインによって処理を実行することも可能であ
る。
In the above embodiment, it is assumed that the processing is executed in real time, but it is also possible to execute the processing offline instead of in real time.

【0141】また、上記の実施例においては異常診断シ
ステムである非定常信号解析装置を列車の内部に設置す
るようにしているが、非定常信号解析装置を列車外部に
設置し、加速度センサー30及び音響センサー31を線
路側に取り付けることによっても上記と同様の機能を実
現することができる。
Further, in the above embodiment, the unsteady signal analyzing device, which is an abnormality diagnosis system, is installed inside the train. However, the unsteady signal analyzing device is installed outside the train, and the acceleration sensor 30 and the By attaching the acoustic sensor 31 to the track side, the same function as described above can be realized.

【0142】第3実施例 次に、上記第1実施形態による非定常信号解析装置の第
3実施例として、不特定の監視対象の異常を解析するた
めの汎用異常診断ツールである非定常信号解析装置につ
いて図18乃至図21を参照して説明する。本実施例に
よる非定常信号解析装置は、センサー、演算機能、及び
表示機能等が一体化した携帯型の解析装置或いは異常診
断装置である。
Third Example Next, as a third example of the unsteady signal analyzer according to the first embodiment, an unsteady signal analysis tool which is a general-purpose abnormality diagnosis tool for analyzing an abnormality of an unspecified monitoring target is described. The apparatus will be described with reference to FIGS. The non-stationary signal analyzer according to the present embodiment is a portable analyzer or an abnormality diagnosis device in which a sensor, an arithmetic function, a display function, and the like are integrated.

【0143】図18は本実施例による非定常信号解析装
置(汎用異常診断装置)40の外観を示した斜視図であ
り、図19はこの非定常信号解析装置の内部のシステム
構成を示した構成図である。
FIG. 18 is a perspective view showing an external appearance of an unsteady signal analyzing apparatus (general-purpose abnormality diagnosis apparatus) 40 according to this embodiment. FIG. 19 is a view showing the internal system configuration of the unsteady signal analyzing apparatus. FIG.

【0144】図18及び図19に示したようにこの非定
常信号解析装置40は、解析結果である拡張ウェーブレ
ットスペクトルデータを表示するための表示部41を備
えており、この表示部41は電子ペンよりなるポインテ
ィングデバイス42によって使用者が画面上の特定の領
域を指定できるようになっている。なお、ポインティン
グデバイスとしては、電子ペンに代えてマウスを設ける
こともできる。
As shown in FIGS. 18 and 19, the non-stationary signal analyzer 40 has a display unit 41 for displaying the extended wavelet spectrum data as the analysis result. The pointing device 42 allows the user to specify a specific area on the screen. As a pointing device, a mouse can be provided instead of the electronic pen.

【0145】また、本実施例による非定常信号解析装置
40は、応答データ測定手段である加速度センサー43
を内蔵しており、さらに、監視対象の状態量信号を取り
込むための外部信号入力端子44を備えている。加速度
センサー43からの検出信号及び外部信号入力端子44
からの入力信号は、非定常信号解析装置40の内部に設
けられた中央処理装置(CPU)45に送られるように
なっている。CPU45にはメモリ46が接続されてお
り、センサー情報はこのメモリ46に記憶され、CPU
45によって拡張ウェーブレット変換計算が実行され
る。
Further, the unsteady signal analyzer 40 according to the present embodiment includes an acceleration sensor 43 serving as response data measuring means.
And an external signal input terminal 44 for taking in a state quantity signal to be monitored. Detection signal from acceleration sensor 43 and external signal input terminal 44
Is sent to a central processing unit (CPU) 45 provided inside the non-stationary signal analyzer 40. A memory 46 is connected to the CPU 45, and sensor information is stored in the memory 46,
45 performs the extended wavelet transform calculation.

【0146】図20は、CPU45によって得られた拡
張ウェーブレットスペクトルデータを表示部41に表示
した状態の一例を示しており、画面上の横軸が特定の状
態量(監視対象の位置、速度など)を示し、縦軸が周波
数を示し、さらに、スペクトルのパワーの強さを等高線
で表示したものである。なお、等高線に代えて色分けで
スペクトルのパワーを表示することも可能である。
FIG. 20 shows an example of a state in which the extended wavelet spectrum data obtained by the CPU 45 is displayed on the display unit 41. The horizontal axis on the screen is a specific state quantity (position, speed, etc., of the monitoring target). , The vertical axis indicates frequency, and the intensity of spectrum power is indicated by contour lines. In addition, it is also possible to display the power of the spectrum by color instead of the contour line.

【0147】そして、使用者は、電子ペン又はマウスな
どよりなるポインティングデバイス42を操作して、表
示部41の画面上で領域指定線によって異常診断の実施
を希望する特定の領域を指定する。なお、指定する領域
の形は長方形には限られず、任意の形状が可能である。
Then, the user operates a pointing device 42 such as an electronic pen or a mouse to specify a specific area for which abnormality diagnosis is desired on the screen of the display unit 41 by using an area specifying line. Note that the shape of the designated area is not limited to a rectangle, but may be any shape.

【0148】このようにして表示部41の画面上で特定
の領域を指定すると、指定された領域に相当する拡張ウ
ェーブレットデータだけが切り出され、切り出されたデ
ータのみに対して引き続いて異常診断処理が実施され
る。また、指定領域以外の部分のデータを0と見なした
上で以後の異常診断処理を実施するようにしても良い。
When a specific area is specified on the screen of the display unit 41 in this way, only the extended wavelet data corresponding to the specified area is cut out, and the abnormality diagnosis processing is continuously performed on only the cut out data. Will be implemented. Further, after the data of the portion other than the designated area is regarded as 0, the subsequent abnormality diagnosis processing may be performed.

【0149】次に、図21を参照して、領域指定後の異
常診断処理について説明する。図21において符号47
はポインティングデバイス42を含む領域指定手段であ
り、この領域指定手段47によって異常診断すべき領域
が指定されると、データ抽出手段48によって指定した
領域に対応する拡張ウェーブレットスペクトルデータが
取り出されるか、或いは、指定領域以外の部分のデータ
が0にセットされる。
Next, with reference to FIG. 21, a description will be given of the abnormality diagnosis processing after area designation. In FIG.
Is an area specifying means including the pointing device 42. When the area to be diagnosed is specified by the area specifying means 47, the extended wavelet spectrum data corresponding to the specified area is extracted by the data extracting means 48, or , Data in a portion other than the designated area is set to 0.

【0150】このようにして加工されたデータは異常判
定手段8に送られ、これらのデータに基づいて、例えば
前述した式(12)及び式(13)に示した手順などに
よって異常の有無が判定される。異常判定手段8による
判定結果は表示手段7に送られてここで表示される。な
お、表示部41を表示手段7として兼用することもでき
る。
The data processed in this way is sent to the abnormality judging means 8, and based on these data, the presence / absence of an abnormality is judged by, for example, the procedure shown in the above-mentioned equations (12) and (13). Is done. The result of the determination by the abnormality determining means 8 is sent to the display means 7 and displayed here. Note that the display unit 41 can also be used as the display unit 7.

【0151】以上述べたように本実施例においては、領
域指定手段47及びデータ抽出手段48によって、表示
部41に表示された全スペクトルデータのうちの一部を
指定できるようにしたので、表示部41に表示された全
スペクトルデータの中から通常と異なった特徴を示して
いる部分を使用者が判断して取り出し、取り出した部分
のみに対して異常判定手段8によって解析することがで
きる。このため、異常診断解析の際に、指定領域以外の
部分に含まれるノイズや外乱その他の因子の影響を受け
ることがなく、異常判定の精度を向上させることができ
る。
As described above, in this embodiment, a part of the entire spectrum data displayed on the display unit 41 can be specified by the area specifying unit 47 and the data extracting unit 48. The user can determine and extract a portion exhibiting an unusual characteristic from the entire spectrum data displayed at 41, and analyze only the extracted portion by the abnormality determining means 8. For this reason, at the time of abnormality diagnosis analysis, the accuracy of abnormality determination can be improved without being affected by noise, disturbance, and other factors included in portions other than the designated area.

【0152】第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態による非定常信号解析プロ
グラムを記録した媒体について図22及び図23を参照
して説明する。
Second Embodiment Next, a medium on which an unsteady signal analysis program according to a second embodiment of the present invention is recorded will be described with reference to FIGS.

【0153】本実施形態による非定常信号解析プログラ
ムを記録した媒体は、上述した第1実施形態におけるウ
ェーブレット変換計算手段2、時間座標非線形変換手段
3、及び状態量変化関数設定手段(時間〜状態量変換テ
ーブル4、状態量推定手段6)のそれぞれの機能をコン
ピュータに実現させるための非定常信号解析プログラム
を記録した、機械読み取り可能な又はコンピュータ読み
取り可能な記録媒体(記憶媒体)である。
The medium on which the unsteady signal analysis program according to the present embodiment is recorded includes the wavelet transform calculating means 2, the time coordinate non-linear transforming means 3, and the state quantity change function setting means (time to state quantity) in the first embodiment. It is a machine-readable or computer-readable recording medium (storage medium) that stores an unsteady signal analysis program for causing a computer to realize the functions of the conversion table 4 and the state quantity estimating means 6).

【0154】また、非定常信号解析プログラムに、さら
に、上述した第1実施形態における異常判定手段8の機
能についてのプログラムを追加することもできる。
Further, a program relating to the function of the abnormality determination means 8 in the first embodiment described above can be added to the non-stationary signal analysis program.

【0155】本実施形態における非定常信号解析プログ
ラムによる解析手順は、上記第1実施形態及びその変形
例、或いは第1実施形態の第1乃至第3実施例において
説明した解析手順と同様である。
The analysis procedure by the non-stationary signal analysis program in this embodiment is the same as the analysis procedure described in the first embodiment and its modified examples, or the first to third examples of the first embodiment.

【0156】図22は、本実施形態による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体からプログラムを読み出す
ためのコンピュータシステムを示した斜視図であり、記
録媒体に記録されているプログラムは、コンピュータシ
ステム50に搭載された記録媒体駆動装置により読み出
されて非定常信号の解析に用いられる。
FIG. 22 is a perspective view showing a computer system for reading a program for recording an unsteady signal analysis program according to the present embodiment from a medium on which the program is recorded. The data is read out by the mounted recording medium driving device and used for analyzing an unsteady signal.

【0157】コンピュータシステム50は、図22に示
したように、ミニータワー等の筐体に収納されたコンピ
ュータ本体51と、CRT(陰極線管)、プラズマディ
スプレイ、液晶表示装置(LCD)等の表示装置52
と、記録出力装置としてのプリンタ53と、入力装置と
してのキーボード54a及びマウス54bと、フレキシ
ブルディスクドライブ装置56と、CD−ROMドライ
ブ装置57と、を備えている。
As shown in FIG. 22, the computer system 50 includes a computer main body 51 housed in a housing such as a mini tower and a display device such as a cathode ray tube (CRT), a plasma display, a liquid crystal display (LCD), and the like. 52
, A printer 53 as a recording output device, a keyboard 54a and a mouse 54b as input devices, a flexible disk drive device 56, and a CD-ROM drive device 57.

【0158】図23は、本実施形態による非定常信号解
析プログラムを記録した媒体からプログラムを読み出す
ためのコンピュータシステムを示したブロック図であ
る。図23に示したように、コンピュータ本体51が収
納された筐体内には、RAM等よりなる内部メモリー5
5と、ハードディスクドライブユニット58等の外部メ
モリがさらに設けられている。
FIG. 23 is a block diagram showing a computer system for reading a non-stationary signal analysis program according to the present embodiment from a medium recording the program. As shown in FIG. 23, an internal memory 5 such as a RAM is provided in a housing in which the computer main body 51 is stored.
And an external memory such as a hard disk drive unit 58.

【0159】非定常信号解析プログラムが記録されたフ
レキシブルディスク61は、図22に示したように、フ
レキシブルディスクドライブ装置56のスロットに挿入
されて所定のアプリケーションプログラムに基づいて読
み出し可能である。なお、プログラムを記録した媒体と
しては、フレキシブルディスク61のみに限られず、C
D−ROM62であっても良い。また、記録媒体は、図
示しないMO(MagnetoOptical)ディスク、光ディスク、
DVD(Digital Versatile Disk)、カードメモリ、磁気
テープ等であっても良い。
As shown in FIG. 22, the flexible disk 61 on which the non-stationary signal analysis program is recorded can be inserted into a slot of the flexible disk drive 56 and can be read out based on a predetermined application program. The medium on which the program is recorded is not limited to the flexible disk 61,
The D-ROM 62 may be used. The recording medium is a MO (MagnetoOptical) disk (not shown), an optical disk,
It may be a DVD (Digital Versatile Disk), a card memory, a magnetic tape, or the like.

【0160】[0160]

【発明の効果】以上述べたように本発明による非定常信
号解析装置によれば、監視対象の特定の状態量に対する
周波数の変化の依存性、相関関係を求めることができる
ので、監視対象の異常状態を的確に診断することができ
る。
As described above, according to the non-stationary signal analyzer according to the present invention, it is possible to obtain the dependence of the frequency change on the specific state quantity of the monitored object and the correlation, so that the monitored object is abnormal. The condition can be diagnosed accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による非定常信号解析装
置の概略を示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an unsteady signal analyzer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)はフーリエ変換の基底関数を示したグラ
フ、(b)はフーリエ変換によるパワスペクトルを示し
たグラフ。
2A is a graph showing a basis function of Fourier transform, and FIG. 2B is a graph showing a power spectrum by Fourier transform.

【図3】(a)はウェーブレット変換の基底関数を示し
たグラフ、(b)はウェーブレット変換によるウェーブ
レットパワスペクトルを示したグラフ。
3A is a graph showing a basis function of a wavelet transform, and FIG. 3B is a graph showing a wavelet power spectrum by a wavelet transform.

【図4】本発明の第1実施形態の変形例における状態量
推定手段の概略を示した構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a state quantity estimating unit according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態の第1実施例の解析対象
であるエレベータの概略を示した構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing an elevator to be analyzed in a first example of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態の第1実施例のハードウ
ェア構成を示した構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a hardware configuration of a first example of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施形態の第1実施例における拡
張ウェーブレット変換に基づくエレベータ異常診断アル
ゴリズムを示したフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing an elevator abnormality diagnosis algorithm based on the extended wavelet transform in the first example of the first embodiment of the present invention.

【図8】(a)、(b)、(c)はそれぞれモータ軸偏
心異常時のエレベータのモータトルク、かご速度、かご
位置を示したグラフ。
FIGS. 8A, 8B, and 8C are graphs showing motor torque, car speed, and car position of the elevator when the motor shaft eccentricity is abnormal.

【図9】(a)、(b)、(c)はそれぞれモータ軸偏
心異常時のエレベータのかご内加速度、回転トルク変
動、かご内加速度のフーリエ変換結果を示したグラフ。
9 (a), (b), and (c) are graphs showing Fourier transform results of the in-car acceleration, the rotational torque fluctuation, and the in-car acceleration of the elevator when the motor shaft eccentricity is abnormal.

【図10】モータ軸偏心異常時のエレベータのかご内加
速度データを従来のウェーブレット変換手法によって解
析した結果を示したグラフ。
FIG. 10 is a graph showing a result of analyzing acceleration data in a car of an elevator when a motor shaft eccentricity is abnormal by a conventional wavelet transform method.

【図11】(a)、(b)はそれぞれモータ軸偏心異常
時のエレベータのかご内加速度データをかご速度に対し
て拡張ウェーブレット変換した結果を示したグラフ。
FIGS. 11A and 11B are graphs showing the results of an extended wavelet transform of the in-car acceleration data of the elevator when the motor shaft eccentricity is abnormal with respect to the car speed.

【図12】モータ軸偏心異常時のエレベータのかご内加
速度データをかご位置に対して拡張ウェーブレット変換
した結果を示したグラフ。
FIG. 12 is a graph showing a result of an extended wavelet transform of the acceleration data in the car of the elevator when the motor shaft eccentricity is abnormal with respect to the car position.

【図13】(a)、(b)、(c)はそれぞれガイドレ
ール異常時のエレベータのモータトルク、かご速度、か
ご位置を示したグラフ。
13 (a), (b), and (c) are graphs showing motor torque, car speed, and car position of an elevator when a guide rail is abnormal, respectively.

【図14】(a)、(b)はそれぞれガイドレール異常
時のエレベータのかご内加速度、かご内加速度のフーリ
エ変換結果を示したグラフ。
14 (a) and (b) are graphs respectively showing the in-car acceleration of the elevator and the Fourier transform result of the in-car acceleration when the guide rail is abnormal.

【図15】ガイドレール異常時のエレベータのかご内加
速度のかご位置に対する拡張ウェーブレット変換結果を
示したグラフ。
FIG. 15 is a graph showing an extended wavelet transform result with respect to the car position of the elevator acceleration in the car when the guide rail is abnormal.

【図16】本発明の第1実施形態の第2実施例による非
定常信号解析装置の概略を示した構成図。
FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing a non-stationary signal analyzer according to a second example of the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第1実施形態の第2実施例による非
定常信号解析装置を列車に取り付けた状態を説明するた
めの説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a state where the unsteady signal analyzer according to the second example of the first embodiment of the present invention is mounted on a train.

【図18】本発明の第1実施形態の第3実施例による非
定常信号解析装置の外観を示した斜視図。
FIG. 18 is a perspective view showing an appearance of a non-stationary signal analyzer according to a third example of the first embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第1実施形態の第3実施例による非
定常信号解析装置の内部のシステム構成を示した構成
図。
FIG. 19 is a configuration diagram showing an internal system configuration of a non-stationary signal analyzer according to a third example of the first embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第1実施形態の第3実施例による非
定常信号解析装置の表示部の表示状態の一例を示した
図。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a display state of a display unit of the non-stationary signal analyzer according to the third example of the first embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第1実施形態の第3実施例による非
定常信号解析装置の概略を示した構成図。
FIG. 21 is a configuration diagram schematically showing a non-stationary signal analyzer according to a third example of the first embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第2実施形態による非定常信号解析
プログラムを記録した媒体からプログラムを読み出すた
めのコンピュータシステムを示した斜視図。
FIG. 22 is an exemplary perspective view showing a computer system for reading a non-stationary signal analysis program from a medium on which the program is recorded according to a second embodiment of the present invention;

【図23】本発明の第2実施形態による非定常信号解析
プログラムを記録した媒体からプログラムを読み出すた
めのコンピュータシステムを示したブロック図。
FIG. 23 is a block diagram showing a computer system for reading out a non-stationary signal analysis program according to a second embodiment of the present invention from a medium on which the program is recorded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 応答データ測定手段 2 ウェーブレット変換計算手段 3 時間座標非線形変換手段 4 時間〜状態量変換テーブル 5 入力手段 6 状態量推定手段 7 表示手段 8 異常判定手段 10 監視対象 11 出力信号予測モデル 12 推定状態量修正手段 20、30、43 加速度センサー 21 A/D変換器 22 解析・表示装置 31 音響センサー 32 列車 36 速度・位置検出手段 40 非定常信号解析装置(汎用異常診断装置) 41 表示部 42 ポインティングデバイス 45 中央処理装置(CPU) 47 領域指定手段 48 データ抽出手段 54 乗りかご 61 フレキシブルディスク 62 CD−ROM DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Response data measurement means 2 Wavelet transformation calculation means 3 Time coordinate non-linear transformation means 4 Time to state quantity conversion table 5 Input means 6 State quantity estimation means 7 Display means 8 Abnormality judgment means 10 Monitoring target 11 Output signal prediction model 12 Estimated state quantity Correction means 20, 30, 43 Acceleration sensor 21 A / D converter 22 Analysis / display device 31 Acoustic sensor 32 Train 36 Speed / position detection means 40 Unsteady signal analysis device (general-purpose abnormality diagnosis device) 41 Display unit 42 Pointing device 45 Central processing unit (CPU) 47 Area designation means 48 Data extraction means 54 Riding car 61 Flexible disk 62 CD-ROM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G06F 17/14 G06F 15/332 S ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G06F 17/14 G06F 15/332 S

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】監視対象から発生する非定常信号を解析す
るための非定常信号解析装置において、 前記非定常信号をウェーブレット変換してウェーブレッ
トスペクトルデータを作成するウェーブレット変換計算
手段と、 前記監視対象における特定の状態量の時間変化を表した
状態量変化関数を設定する状態量変化関数設定手段と、 前記状態量変化関数の逆関数によって前記ウェーブレッ
トスペクトルデータの時間座標を前記特定の状態量の座
標に非線形変換する時間座標非線形変換手段と、を備え
たことを特徴とする非定常信号解析装置。
1. An unsteady signal analyzing apparatus for analyzing an unsteady signal generated from a monitored object, a wavelet transform calculating means for performing a wavelet transform on the unsteady signal to generate wavelet spectrum data, State quantity change function setting means for setting a state quantity change function representing a time change of a specific state quantity; and a time coordinate of the wavelet spectrum data to a coordinate of the specific state quantity by an inverse function of the state quantity change function. A non-stationary signal analyzing device, comprising: a time coordinate non-linear conversion means for performing non-linear conversion.
【請求項2】監視対象がエレベータであって、このエレ
ベータの乗りかごにおいて測定された非定常信号である
加速度信号を解析するための非定常信号解析装置におい
て、 前記加速度信号をウェーブレット変換してウェーブレッ
トスペクトルデータを作成するウェーブレット変換計算
手段と、 前記乗りかごの特定の状態量である昇降位置又は昇降速
度の時間変化を表した状態量変化関数を設定する状態量
変化関数設定手段と、 前記状態量変化関数の逆関数によって前記ウェーブレッ
トスペクトルデータの時間座標を前記昇降位置又は前記
昇降速度の座標に非線形変換する時間座標非線形変換手
段と、を備えたことを特徴とする非定常信号解析装置。
2. A non-stationary signal analyzer for analyzing an acceleration signal which is a non-stationary signal measured in a car of the elevator, wherein the acceleration signal is subjected to a wavelet transform. Wavelet transform calculation means for creating spectrum data; state quantity change function setting means for setting a state quantity change function representing a time change of a vertical position or a vertical speed as a specific state quantity of the car; and the state quantity. A non-stationary signal analysis device, comprising: a time coordinate non-linear conversion unit that non-linearly converts the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the elevation position or the elevation speed using an inverse function of a change function.
【請求項3】前記時間座標非線形変換手段は、拡張ウェ
ーブレット変換式 【数1】 によって前記ウェーブレットスペクトルデータの時間座
標を前記特定の状態量の座標に非線形変換したスペクト
ルデータを計算することを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載の非定常信号解析装置。
3. The time coordinate non-linear transform means includes an extended wavelet transform formula 3. The non-stationary signal analyzer according to claim 1, wherein spectral data obtained by nonlinearly transforming the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the specific state quantity is calculated. 4.
【請求項4】前記時間座標非線形変換手段は、前記ウェ
ーブレットスペクトルデータを各時間毎に分割し、時間
と前記特定の状態量との関係を記憶したデータテーブル
或いは前記状態量変化関数に基づいて、分割されたデー
タを状態量順に並べ替え、各データ間を補間或いは平滑
化処理することによって、前記ウェーブレットスペクト
ルデータの時間座標を前記特定の状態量の座標に非線形
変換したスペクトルデータを計算することを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の非定常信号解析装置。
4. The time coordinate non-linear transformation means divides the wavelet spectrum data for each time, and based on a data table storing a relationship between time and the specific state quantity or the state quantity change function, By rearranging the divided data in order of the state quantity and performing interpolation or smoothing processing between the data, it is possible to calculate spectrum data obtained by nonlinearly transforming the time coordinate of the wavelet spectrum data into the coordinate of the specific state quantity. The non-stationary signal analyzer according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項5】前記非定常信号を測定するための応答デー
タ測定手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれか一項に記載の非定常信号解析装
置。
5. The non-stationary signal analysis device according to claim 1, further comprising a response data measuring unit for measuring the non-stationary signal.
【請求項6】前記状態量変化関数設定手段は、前記特定
の状態量以外の状態量に関する測定データに基づいて前
記状態量変化関数を推定するようにしたことを特徴とす
る請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の非定常
信号解析装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said state quantity change function setting means estimates the state quantity change function based on measurement data relating to a state quantity other than the specific state quantity. Item 6. The non-stationary signal analyzer according to any one of items 5.
【請求項7】前記特定の状態量以外の状態量に関する測
定データは前記非定常信号に関する測定データであるこ
とを特徴とする請求項6記載の非定常信号解析装置。
7. The non-stationary signal analyzer according to claim 6, wherein the measurement data relating to a state quantity other than the specific state quantity is measurement data relating to the non-stationary signal.
【請求項8】前記状態量変化関数設定手段は、前記監視
対象の動特性モデルに基づく状態観測器又はカルマンフ
ィルタを用いて、前記特定の状態量の時間変化を前記特
定の状態量以外の状態量の測定データに基づいて推定す
ることによって前記状態量変化関数を推定するようにし
たことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の非定
常信号解析装置。
8. The state quantity change function setting means uses a state observer or a Kalman filter based on a dynamic characteristic model of the monitored object to calculate a time change of the specific state quantity over a state quantity other than the specific state quantity. The non-stationary signal analysis device according to claim 6 or 7, wherein the state quantity change function is estimated by estimating based on the measurement data.
【請求項9】前記状態量変化関数設定手段は、前記特定
の状態量の測定データに基づいて前記状態量変化関数を
求めるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項
5のいずれか一項に記載の非定常信号解析装置。
9. The state quantity change function setting means according to claim 1, wherein said state quantity change function is obtained based on measurement data of said specific state quantity. The non-stationary signal analyzer according to claim 1.
【請求項10】前記状態量変化関数設定手段は、予め求
めておいた前記状態量変化関数を使用するようにしたこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
記載の非定常信号解析装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the state quantity change function setting means uses the state quantity change function obtained in advance. Transient signal analyzer.
【請求項11】少なくとも前記特定の状態量の座標及び
周波数の座標を有する座標系によって前記時間座標非線
形変換手段の解析結果を表示する表示手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか
一項に記載の非定常信号解析装置。
11. The apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying an analysis result of said time-coordinate non-linear conversion means in a coordinate system having at least coordinates of said specific state quantity and coordinates of frequency. The non-stationary signal analyzer according to any one of claims 10 to 10.
【請求項12】前記時間座標非線形変換手段の解析結果
に基づいて前記監視対象における異常の発生の有無を判
定する異常判定手段をさらに有することを特徴とする請
求項11記載の非定常信号解析装置。
12. An unsteady signal analyzing apparatus according to claim 11, further comprising an abnormality judging means for judging whether or not an abnormality has occurred in said monitoring target based on an analysis result of said time coordinate nonlinear conversion means. .
【請求項13】前記時間座標非線形変換手段の解析結果
であるスペクトルデータについての前記表示手段による
表示に対して、表示全体の中の特定の領域を指定するた
めの領域指定手段と、 前記領域指定手段によって指定された領域に対応するス
ペクトルデータを取り出して前記異常判定手段に送るた
めのデータ抽出手段と、をさらに有することを特徴とす
る請求項12記載の非定常信号解析装置。
13. An area designating means for designating a specific area in the entire display with respect to a display by the display means for spectrum data as an analysis result of the time coordinate non-linear transformation means, 13. The non-stationary signal analyzer according to claim 12, further comprising: data extracting means for extracting spectrum data corresponding to the area designated by the means and sending the data to the abnormality determining means.
【請求項14】前記異常判定手段による判定結果を前記
表示手段に表示するようにしたことを特徴とする請求項
12又は請求項13に記載の非定常信号解析装置。
14. The non-stationary signal analyzer according to claim 12, wherein a result of the judgment by said abnormality judging means is displayed on said display means.
【請求項15】前記異常判定手段による判定結果を表示
する異常表示手段をさらに有することを特徴とする請求
項12乃至請求項14のいずれか一項に記載の非定常信
号解析装置。
15. The non-stationary signal analyzer according to claim 12, further comprising an abnormality display unit that displays a result of the determination by the abnormality determination unit.
【請求項16】監視対象から発生する非定常信号をコン
ピュータによって解析するためのプログラムを記録した
媒体であって、この非定常信号解析プログラムはコンピ
ュータに、 前記非定常信号をウェーブレット変換してウェーブレッ
トスペクトルデータを作成するウェーブレット変換計算
機能と、 前記監視対象における特定の状態量の時間変化を表した
状態量変化関数を設定する状態量変化関数設定機能と、 前記状態量変化関数の逆関数によって前記ウェーブレッ
トスペクトルデータの時間座標を前記特定の状態量の座
標に非線形変換する時間座標非線形変換機能と、を実現
させることを特徴とする非定常信号解析プログラムを記
録した媒体。
16. A medium on which a program for analyzing a non-stationary signal generated from a monitoring target by a computer is recorded. The non-stationary signal analysis program stores the non-stationary signal in a wavelet spectrum by performing a wavelet transform on the non-stationary signal. A wavelet transform calculation function for creating data; a state quantity change function setting function for setting a state quantity change function representing a time change of a specific state quantity in the monitoring target; and the wavelet by an inverse function of the state quantity change function. A non-stationary signal analysis program for realizing a time coordinate non-linear conversion function of non-linearly converting a time coordinate of spectrum data into a coordinate of the specific state quantity.
【請求項17】前記監視対象はエレベータであり、前記
非定常信号は前記エレベータの乗りかごにおいて測定さ
れた加速度信号であり、前記特定の状態量は前記乗りか
ごの昇降位置又は昇降速度であることを特徴とする請求
項16記載の非定常信号解析プログラムを記録した媒
体。
17. The monitoring target is an elevator, the unsteady signal is an acceleration signal measured in a car of the elevator, and the specific state quantity is an ascending position or a descending speed of the car. 17. A medium on which the non-stationary signal analysis program according to claim 16 is recorded.
【請求項18】前記時間座標非線形変換手段は、拡張ウ
ェーブレット変換式 【数2】 によって前記ウェーブレットスペクトルデータの時間座
標を非線形変換したスペクトルデータを計算することを
特徴とする請求項16又は請求項17に記載の非定常信
号解析プログラムを記録した媒体。
18. The method according to claim 17, wherein the time-coordinate non-linear transformation means uses an extended wavelet transformation formula. 18. The medium storing the non-stationary signal analysis program according to claim 16 or 17, wherein spectrum data obtained by nonlinearly transforming the time coordinate of the wavelet spectrum data is calculated.
【請求項19】前記時間座標非線形変換手段は、前記ウ
ェーブレットスペクトルデータを各時間毎に分割し、時
間と前記特定の状態量との関係を記憶したデータテーブ
ル或いは前記状態量変化関数に基づいて、分割されたデ
ータを状態量順に並べ替え、各データ間を補間或いは平
滑化処理することによって、時間座標を前記特定の状態
量の座標に非線形変換したスペクトルデータを計算する
ことを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の非
定常信号解析プログラムを記録した媒体。
19. The time coordinate non-linear transformation means divides the wavelet spectrum data for each time, and based on a data table storing a relationship between time and the specific state quantity or based on the state quantity change function. The spectrum data obtained by non-linearly converting a time coordinate into the coordinate of the specific state quantity is calculated by rearranging the divided data in order of a state quantity and performing interpolation or smoothing processing between the respective data. A medium on which the non-stationary signal analysis program according to claim 16 or 17 is recorded.
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