RU2727295C1

RU2727295C1 - Waveform analysis method

Info

Publication number: RU2727295C1
Application number: RU2019109299A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Недорезов
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-07-21

Abstract

FIELD: computing.SUBSTANCE: invention relates to calculation methods used for training of computer systems, and can be used for analysis of any waveforms, any types of signals, which have periodically repeating part, as well as one, and only one, upward transition from conventionally designated area of low amplitudes to conventionally designated region of high amplitudes within each individual period method allows detecting not only limited range of signal anomalies, such as wounds, glitches, pulses of certain duration, defined intervals between pulses, fronts, decays and the like, but any periods different from the automatically calculated sample, since the method is based on point-by-point comparison of a sample waveform with an oscillogram of the analyzed signal.EFFECT: technical result is simplification and acceleration of intelligent computer system training process.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам вычислений, используемых для обучения компьютерных систем.The invention relates to computational methods used to train computer systems.

Известен способ поиска аномалий в осциллограмме WaveScan от компании Teledyne Lecroy (WaveScan [Электронный ресурс] // Сайт компании Teledyne Lecroy. 2018. URL: http://teledynelecroy.com/features/featureoverview.aspx?modelid=2107&capid=102&mid=556). Способ состоит в том, что воспроизводят осциллограмму целиком, либо частично на дисплее компьютерной системы в виде статического изображения. Затем проводят обучение компьютерной системы путем указания на часть осциллограммы, которую необходимо принять за графический образец для анализа на предмет наличия в осциллограмме таких же частей как образец. Либо проводят обучение компьютерной системы в ручном режиме, путем задания множества числовых параметров, описывающих искомые аномалии сигнала. При обнаружении данных аномалий компьютерная система сообщает об их наличии и сохраняет их изображения.There is a known method of searching for anomalies in the WaveScan waveform from Teledyne Lecroy (WaveScan [Electronic resource] // Teledyne Lecroy website. 2018. URL: http://teledynelecroy.com/features/featureoverview.aspx?modelid=2107&capid=102&mid=556) ... The method consists in the fact that the oscillogram is reproduced in whole or in part on the display of a computer system in the form of a static image. Then, the computer system is trained by pointing to a part of the waveform that must be taken as a graphic sample for analysis for the presence of the same parts as the sample in the waveform. Or, a computer system is trained in manual mode by setting a set of numerical parameters describing the desired signal anomalies. When these anomalies are detected, the computer system reports their presence and stores their images.

Недостатками данного способа являются: невозможность обнаружения аномалий сигнала не подпадающих под номенклатуру аномалий, которые способен обнаруживать данный способ, т.е анализ осциллограммы проводится только на предмет наличия определенных фронтов, нарушений монотонности, рантов, заданных измерений; необходимость ввода входных параметров поиска аномалий электрического сигнала, что замедляет процесс обучения компьютерной системы.The disadvantages of this method are: the impossibility of detecting signal anomalies that do not fall under the nomenclature of anomalies that this method is capable of detecting, that is, the analysis of the oscillogram is carried out only for the presence of certain fronts, violations of monotony, welts, specified measurements; the need to enter the input parameters for searching for electrical signal anomalies, which slows down the learning process of the computer system.

В рамках данной заявки, «Аномалия сигнала» - это период электрического сигнала или его часть, отличающиеся от периодов сигнала, принятых в качестве нормальных.Within the framework of this application, "Signal anomaly" is a period of an electrical signal, or a part of it, which differs from the periods of the signal taken as normal.

Наиболее близким (прототипом) является «Способ интеллектуальной синхронизации TriggerScan» от компании Teledyne Lecroy (TriggerScan [Электронный ресурс] // Сайт компании Teledyne Lecroy. 2018. URL: http://teledynelecroy.com/features/featureoverview.aspx?modelid=2108&capid=102&mid=556). Способ состоит в том, что воспроизводят осциллограмму целиком, либо частично на дисплее компьютерной системы в виде статического изображения. Затем проводят обучение компьютерной системы путем указания на часть осциллограммы, которую необходимо принять за графический образец. Далее компьютерная система на основе заданного графического образца автоматически рассчитывает десятки числовых параметров описывающих сигнал, принятый за образец и, на основе данных параметров, может обнаруживать некоторые части осциллограммы, отличные от заданного графического образца, а также сообщать о них специалисту, проводящему анализ, и сохранять их изображения.The closest (prototype) is the "TriggerScan intelligent synchronization method" from Teledyne Lecroy (TriggerScan [Electronic resource] // Teledyne Lecroy website. 2018. URL: http://teledynelecroy.com/features/featureoverview.aspx?modelid=2108&capid = 102 * mid = 556). The method consists in the fact that the oscillogram is reproduced in whole or in part on the display of a computer system in the form of a static image. Then, the computer system is trained by pointing to the part of the oscillogram that must be taken as a graphic sample. Further, the computer system, based on a given graphic sample, automatically calculates dozens of numerical parameters describing the signal taken as a sample and, based on these parameters, can detect some parts of the oscillogram that are different from the given graphic sample, and also inform the specialist conducting the analysis about them and save their images.

Недостатком прототипа является необходимость ввода входных параметров поиска аномалий электрического сигнала, что усложняет и замедляет процесс обучения компьютерной системы.The disadvantage of the prototype is the need to enter the input parameters for searching for electrical signal anomalies, which complicates and slows down the learning process of the computer system.

Для заявленного способа выявлены общие с прототипом существенные признаки: проводят обучение компьютерной системы, в процессе которого рассчитывают десятки числовых параметров описывающих образец сигнала и на основе данных параметров обнаруживают периоды осциллограммы отличные от рассчитанного образца, сообщают о них и сохраняют их изображения.For the claimed method, essential features common to the prototype have been revealed: the computer system is trained, during which tens of numerical parameters describing the signal sample are calculated and, based on these parameters, the oscillogram periods differ from the calculated sample are detected, reported and their images are saved.

Технической проблемой заявленного изобретения является упрощение и ускорение процесса обучения компьютерной системы.The technical problem of the claimed invention is to simplify and accelerate the learning process of a computer system.

Техническая проблема изобретения решается путем применения алгоритма расчета входных параметров поиска аномалий электрического сигнала, который состоит в следующем: подсчитывают общее количество точек S в осциллограмме, вычисляют коэффициент десятой части осциллограммы S_dc путем умножения S на 0.1 S_dc=S×0.1, округляют S_dc до целого значения, представляют начальный участок осциллограммы в виде массива числовых значений точек осциллограммы от первого ее элемента до элемента с индексом S_dc, присваивают данному массиву обозначение M_s, делят получившийся массив на 10 равных или приближенно равных частей, если в массиве имеется 10 или более элементов, если элементов в массиве менее 10, то делят M_s на количество частей равное количеству элементов M_s. Вычисляют минимальную и максимальную величину элемента по оси ординат в каждой части, затем вычисляют среднее арифметическое Y_min для минимальных значений всех частей массива M_s и среднее арифметическое Y_max для максимальных значений. Затем определяют максимальную амплитуду сигнала: A_max=Y_max-Y_min. Затем задают коэффициент средних игнорируемых амплитуд K, который может принимать значения от 0 до 0,5, либо оставляют значение по умолчанию 0,4, это делается для исключения из дальнейших расчетов, выполняемых для обнаружения переходов из условно обозначенной области (УОО) низких амплитуд в УОО высоких амплитуд, часто встречающихся паразитных колебаний в районе нулевой амплитуды при анализе переменного тока или средней амплитуды при анализе постоянного тока, величина K зависит от амплитуды помех. Далее определяют верхнюю границу диапазона УОО низких амплитуд: N_max=Y_min+A_max×K и определяют нижнюю границу диапазона УОО низких амплитуд: N_min=-∞. Определяют нижнюю границу диапазона УОО высоких амплитуд: V_min=Y_max-A_max×K и определяют верхнюю границу диапазона УОО высоких амплитуд: V_max=∞ (фиг. 1). Записывают все значения точек осциллограммы по оси ординат в виде чисел в массив MS₀, состоящий из S элементов, причем сохраняют порядок следования элементов в MS₀ таким же, как в осциллограмме-образце. Далее, для каждого элемента MS₀ последовательно рассчитывают среднее значение из самого элемента и следующего сразу за ним, получившиеся средние значения записывают в массив MS₁ в том же порядке, что в MS₀, получают результат в виде массива такой же размерности - это делается для игнорирования в расчетах краткосрочных низкоамплитудных помех, которые могут усложнить обнаружение переходов из УОО низких амплитуд в УОО высоких. Для каждого элемента MS₁ последовательно вычисляют к какому из диапазонов УОО он относится: низких амплитуд, высоких амплитуд или не относится ни к тому, ни к другому. По результатам вычислений составляют массив MS₂, в котором заменяют каждый числовой элемент элементом логического типа, где все элементы из диапазона низких амплитуд заменяют константой «Ложь», все элементы из диапазона высоких амплитуд заменяют константой «Истина» значения, не вошедшие ни в тот, ни в другой диапазон, игнорируют и не переносят в массив MS₂ - это делается для исключения из расчетов, выполняемых для обнаружения переходов из УОО низких амплитуд в УОО высоких амплитуд, часто встречающихся паразитных колебаний в районе нулевой амплитуды при анализе переменного тока или средней амплитуды при анализе постоянного тока. Вычисляют порядковые номера элементов массива MS₂, которые имеют значение «Истина» и при этом предыдущий перед ними элемент имеет значение «Ложь», то есть обнаруживают места перехода от УОО низких к УОО высоких амплитуд. Выделяют область числового массива MS₁ между двумя первыми переходами, получают точный образец осциллограммы одного периода, который считают окончательно рассчитанным образцом для последующих вычислений, вычисляют размерность этого массива. Таким же образом, как был вычислен период сигнала в образце, вычисляют все периоды во всей анализируемой осциллограмме, тем самым, получают числовой массив периода образца и множество числовых массивов всех периодов осциллограммы одинаковой размерности. Поочередно сравнивают все массивы периодов с образцом, причем первый элемент каждого числового массива сравнивают с первым элементом образца, второй со вторым, третий с третьим и так далее, поочередно, до последних элементов массива - данный шаг позволяет провести абсолютно полное сравнение периода образца с анализируемыми периодами, каждый минимально выделяемый элемент сравнивается с каждым («Поточечное сравнение»), что позволяет обнаружить абсолютно любое минимальное отличие от образца (аномалию). Затем вычисляют значения разностей элементов («Поточечного сравнения»), то есть отклонения от образца по оси ординат. Далее подсчитывают количество отклонений для каждого анализируемого периода осциллограммы по пяти критериям, значение разности по оси ординат входит в диапазон: от 5 до 10, от 10 до 20, от 20 до 30 и от 60 до ∞ процентов от A_max. Специалист, проводящий анализ, вводит критерии количества выходов элементов массивов периодов осциллограммы за пределы каждого из пяти диапазонов по оси ординат, в соответствие с которыми компьютерная система должна принять решение сообщать и формировать изображения анализируемого периода осциллограммы или не делать этого, то есть проигнорировать период, посчитав, что он недостаточно отличается от рассчитанного образца, причем компьютерная система сообщает о периоде при выходе, хотя бы из одного диапазона и обозначает какие именно диапазоны были превышены. Также имеется возможность оставить критерии по умолчанию и тем самым исключить работу специалиста, возложив ее, например, на ЭВМ.The technical problem of the invention is solved by applying the algorithm for calculating the input parameters for searching for electrical signal anomalies, which consists in the following: the total number of points S in the oscillogram is calculated, the coefficient of the tenth part of the oscillogram S _{dc is} calculated by multiplying S by 0.1 S _dc = S × 0.1, S _{dc is} rounded to an integer value, represent the initial portion of the waveform as an array of numerical values of the waveform points from its first element to the element with index S _dc , assign the designation M _s to this array, divide the resulting array into 10 equal or approximately equal parts, if the array contains 10 or more elements, if there are less than 10 elements in the array, then divide M _s by the number of parts equal to the number of elements M _s . Calculate the minimum and maximum value of the element along the ordinate in each part, then calculate the arithmetic mean Y _min for the minimum values of all parts of the array M _s and the arithmetic mean Y _max for the maximum values. Then, the maximum signal amplitude is determined: A _max = Y _max -Y _min . Then the coefficient of the average ignored amplitudes K is set, which can take values from 0 to 0.5, or leave the default value of 0.4, this is done to exclude from further calculations performed to detect transitions from the conventionally designated area (ROO) of low amplitudes into RVO of high amplitudes, frequent parasitic oscillations in the region of zero amplitude when analyzing alternating current or average amplitude when analyzing direct current, the value of K depends on the amplitude of the noise. Next, determine the upper limit of the range of low amplitudes VAR: N _max = Y _min + A _max × K and determine the lower limit of the range of low amplitudes VAR: N _min = -∞. Determine the lower limit of the range of high amplitudes VAR: V _min = Y _max -A _max × K and determine the upper limit of the range of high amplitudes of the VAR: V _max = ∞ (Fig. 1). All the values of the points of the oscillogram along the ordinate axis are written in the form of numbers into the MS ₀ array, consisting of S elements, and the order of the elements in MS _{0 is} kept the same as in the sample oscillogram. Further, for each element MS ₀ , the average value is sequentially calculated from the element itself and the next one immediately after it, the resulting average values are written into the MS ₁ array in the same order as in MS ₀ , the result is obtained as an array of the same dimension - this is done for ignoring short-term low-amplitude noise in the calculations, which can complicate the detection of transitions from the low-amplitude ERR to the high-ERO. For each element of MS _{1, it is} sequentially calculated to which of the RVO ranges it belongs to: low amplitudes, high amplitudes, or does not apply to either. Based on the results of the calculations, an array MS ₂ is compiled, in which each numeric element is replaced with an element of a logical type, where all elements from the range of low amplitudes are replaced by the constant "False", all elements from the range of high amplitudes are replaced by the constant "True" values that are not included in either to no other range, they are ignored and not transferred to the MS ₂ array - this is done to exclude from the calculations performed to detect transitions from the low-amplitude CCD to the high-amplitude CCD, often occurring parasitic oscillations in the region of zero amplitude when analyzing the alternating current or the average amplitude at DC analysis. The ordinal numbers of the elements of the MS ₂ array are calculated, which have the value "True" and the preceding element before them has the value "False", that is, the places of transition from the low to high amplitudes of the low to high amplitudes are detected. Allocate the area of the numerical array MS ₁ between the first two transitions, obtain an exact sample of the oscillogram of one period, which is considered the final calculated sample for subsequent calculations, calculate the dimension of this array. In the same way as the period of the signal in the sample was calculated, all periods in the entire analyzed oscillogram are calculated, thereby obtaining a numeric array of the sample period and a set of numeric arrays of all periods of the oscillogram of the same dimension. All arrays of periods are compared in turn with the sample, and the first element of each numeric array is compared with the first element of the sample, the second with the second, the third with the third, and so on, in turn, until the last elements of the array - this step allows you to carry out an absolutely complete comparison of the period of the sample with the analyzed periods , each minimum selected element is compared with each ("Pointwise comparison"), which allows you to detect absolutely any minimum difference from the sample (anomaly). Then the values of the differences of the elements ("Pointwise comparison"), that is, the deviation from the sample along the ordinate axis, are calculated. Next, the number of deviations for each analyzed period of the oscillogram is calculated according to five criteria, the value of the difference along the ordinate is in the range: from 5 to 10, from 10 to 20, from 20 to 30 and from 60 to ∞ percent of A _max . The analyst introduces the criteria for the number of outputs of the elements of the waveform period arrays beyond each of the five ranges along the ordinate axis, in accordance with which the computer system must decide to report and form images of the analyzed waveform period or not, that is, ignore the period, counting that it does not differ enough from the calculated sample, and the computer system informs about the period upon exiting, at least from one range, and indicates which ranges have been exceeded. It is also possible to leave the default criteria and thereby exclude the work of a specialist, assigning it, for example, to a computer.

Применение заявленного способа анализа осциллограмм позволяет обойтись без операции ввода входных параметров поиска аномалий электрического сигнала, что упрощает и ускоряет процесс.The application of the claimed method for analyzing oscillograms makes it possible to dispense with the operation of entering the input parameters for searching for electrical signal anomalies, which simplifies and speeds up the process.

В рамках данной заявки, «Период осциллограммы» - графическое отображение периода сигнала на осциллограмме.Within the framework of this application, "Waveform Period" is a graphical display of the signal period on the waveform.

Заявка поясняется изображениями:The application is illustrated by images:

Фиг. 1 - изображение осциллограммы синусоидальной формы, используемой для осуществления предлагаемого способа с обозначениями: УОО низких, средних и высоких амплитуд, единственного восходящего перехода от УОО низких к УОО высоких амплитуд и периода сигнала;FIG. 1 is an image of a sinusoidal oscillogram used for the implementation of the proposed method with the designations: low, medium and high amplitudes, the only upward transition from low to high low to high amplitudes and period of the signal;

Фиг. 2 - изображение осциллограммы треугольной формы, используемой для осуществления предлагаемого способа с обозначениями: УОО низких, средних и высоких амплитуд, единственного восходящего перехода от УОО низких к УОО высоких амплитуд и периода сигнала;FIG. 2 is an image of a triangular oscillogram used to implement the proposed method with the designations: low, medium and high amplitudes, the only upward transition from low to high low to high amplitudes and signal period;

Фиг. 3 - изображение осциллограммы прямоугольной формы, используемой для осуществления предлагаемого способа с обозначениями: УОО низких, средних и высоких амплитуд, единственного восходящего перехода от УОО низких к УОО высоких амплитуд и периода сигнала.FIG. 3 is an image of a rectangular oscillogram used for the implementation of the proposed method with the designations: low, medium and high amplitudes RVO, the only upward transition from the low RVR to the high RVR high amplitudes and signal period.

Способ применим для анализа любых типов сигналов, которые имеют в своем составе периодически повторяющуюся часть, а также один, и только один, восходящий переход от условно обозначенной области низких амплитуд к условно обозначенной области высоких амплитуд в пределах каждого отдельного периода. К такому типу относится большинство сигналов встречающихся в природе, в том числе сигналы синусоидальной (фиг. 1), треугольной (фиг. 2) и прямоугольной формы (фиг. 3).The method is applicable for analyzing any types of signals that include a periodically repeating part, as well as one, and only one, ascending transition from a conventionally designated area of low amplitudes to a conventionally designated area of high amplitudes within each separate period. This type includes most of the signals found in nature, including sinusoidal (Fig. 1), triangular (Fig. 2) and rectangular (Fig. 3) signals.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Разрабатывают программу для ЭВМ в которой предусматривают функцию вывода данных из файлов, содержащих осциллограмму электрического сигнала. Подсчитывают общее количество точек в осциллограмме - S, вычисляют коэффициент десятой части осциллограммы S_dc путем умножения S на 0.1 S_dc=S×0.1, округляют S_dc до целого значения, представляют начальный участок осциллограммы в виде массива числовых значений точек осциллограммы от первого ее элемента до элемента с индексом S_dc, присваивают данному массиву обозначение - M_s, делят получившийся массив на 10 равных или приближенно равных частей, если в массиве имеется 10 или более элементов, если элементов в массиве менее 10, то делят M_s на количество частей равное количеству элементов M_s. Например, в массиве M_s 133333 элемента, тогда его возможно разделить на 10 частей M_s0…9 состоящих из 13333 элементов каждая, но 3 элемента останутся в остатке, их следует добавить в любые 3 части из полученных, т.к. больше одного остаточного элемента в одну часть добавлять нельзя. Например, их можно добавить в части M_s0, M_s1, M_s2 или в M_s3, M_s8, M_s9 и так далее. Или в массиве M_s 7 элементов, тогда его возможно разделить на 7 равных частей по 1 элементу в каждой.A computer program is being developed in which the function of outputting data from files containing an oscillogram of an electrical signal is provided. Count the total number of points in the oscillogram - S, calculate the coefficient of the tenth part of the oscillogram S _dc by multiplying S by 0.1 S _dc = S × 0.1, round S _dc to an integer value, represent the initial section of the oscillogram as an array of numerical values of the oscillogram points from its first element to the element with index S _dc , assign the designation to this array - M _s , divide the resulting array into 10 equal or approximately equal parts, if the array has 10 or more elements, if the elements in the array are less than 10, then divide M _s by the number of parts equal to the number of elements M _s . For example, in the array M _s 133333 elements, then it is possible to divide it into 10 parts M _{s0 ... 9} consisting of 13333 elements each, but 3 elements will remain in the remainder, they should be added to any 3 parts from the received ones, since more than one residual element cannot be added to one part. For example, they can be added to parts M _s0 , M _s1 , M _s2 or to M _s3 , M _s8 , M _s9, and so on. Or M _s in the array elements 7, then it may be divided into 7 equal portions on each element 1.

Вычисляют минимальную и максимальную величину элемента по оси ординат в каждой части, затем вычисляют среднее арифметическое Y_min для минимальных значений всех частей массива M_s и среднее арифметическое Y_max для максимальных значений. Затем определяют максимальную амплитуду сигнала: A_max=Y_max-Y_min. Затем, специалист проводящий анализ, задает коэффициент средних игнорируемых амплитуд K, который может принимать значения от 0 до 0,5, либо оставляет значение по умолчанию 0,4, это делается для исключения из дальнейших расчетов, выполняемых для обнаружения переходов из условно обозначенной области (УОО) низких амплитуд в УОО высоких амплитуд, часто встречающихся паразитных колебаний в районе нулевой амплитуды при анализе переменного тока или средней амплитуды при анализе постоянного тока, величина K зависит от амплитуды помех. Далее определяют верхнюю границу диапазона УОО низких амплитуд: N_max=Y_min+A_max×K и определяют нижнюю границу диапазона УОО низких амплитуд: N_min=-∞. Определяют нижнюю границу диапазона УОО высоких амплитуд: V_min=Y_max-A_max×K и определяют верхнюю границу диапазона УОО высоких амплитуд: V_max=∞ (фиг. 1). Записывают все значения точек осциллограммы по оси ординат в виде чисел в массив MS₀, состоящий из S элементов, причем сохраняют порядок следования элементов в MS₀ таким же, как в осциллограмме-образце. Далее, для каждого элемента MS₀ последовательно рассчитывают среднее значение из самого элемента и следующего сразу за ним, получившиеся средние значения записывают в массив MS₁ в том же порядке, что в MS₀, получают результат в виде массива такой же размерности - это делается для игнорирования в расчетах краткосрочных низкоамплитудных помех, которые могут усложнить обнаружение переходов из УОО низких амплитуд в УОО высоких. Для каждого элемента MS₁ последовательно вычисляют к какому из диапазонов УОО он относится: низких амплитуд, высоких амплитуд или не относится ни к тому, ни к другому. По результатам вычислений составляют массив MS₂, в котором заменяют каждый числовой элемент элементом логического типа, где все элементы из диапазона низких амплитуд заменяют константой «Ложь», все элементы из диапазона высоких амплитуд заменяют константой «Истина» значения, не вошедшие ни в тот, ни в другой диапазон, игнорируют и не переносят в массив MS₂ - это делается для исключения из расчетов, выполняемых для обнаружения переходов из УОО низких амплитуд в УОО высоких амплитуд, часто встречающихся паразитных колебаний в районе нулевой амплитуды при анализе переменного тока или средней амплитуды при анализе постоянного тока. Вычисляют порядковые номера элементов массива MS₂, которые имеют значение «Истина» и при этом предыдущий перед ними элемент имеет значение «Ложь», то есть обнаруживают места перехода от УОО низких к УОО высоких амплитуд. Выделяют область числового массива MS₁ между двумя первыми переходами, получают точный образец осциллограммы одного периода, который считают окончательно рассчитанным образцом для последующих вычислений, вычисляют размерность этого массива. Таким же образом, как был вычислен период сигнала в образце, вычисляют все периоды во всей анализируемой осциллограмме, тем самым, получают числовой массив периода образца и множество числовых массивов всех периодов осциллограммы одинаковой размерности. Поочередно сравнивают все массивы периодов с образцом, причем первый элемент каждого числового массива сравнивают с первым элементом образца, второй со вторым, третий с третьим и так далее, поочередно, до последних элементов массива - данный шаг позволяет провести абсолютно полное сравнение периода образца с анализируемыми периодами, каждый минимально выделяемый элемент сравнивается с каждым («Поточечное сравнение»), что позволяет обнаружить абсолютно любое минимальное отличие от образца (аномалию). Затем вычисляют значения разностей элементов («Поточечного сравнения»), то есть отклонения от образца по оси ординат. Далее подсчитывают количество отклонений для каждого анализируемого периода осциллограммы по пяти критериям, значение разности по оси ординат входит в диапазон: от 5 до 10, от 10 до 20, от 20 до 30 и от 60 до ∞ процентов от A_max. Специалист, проводящий анализ, вводит критерии количества выходов элементов массивов периодов осциллограммы за пределы каждого из пяти диапазонов по оси ординат, в соответствие с которыми компьютерная система должна принять решение сообщать и формировать изображения анализируемого периода осциллограммы или не делать этого, то есть проигнорировать период, посчитав, что он недостаточно отличается от рассчитанного образца, причем компьютерная система сообщает о периоде при выходе, хотя бы из одного диапазона и обозначает какие именно диапазоны были превышены. Также имеется возможность оставить критерии по умолчанию и тем самым исключить работу специалиста, возложив ее, например, на ЭВМ.Calculate the minimum and maximum value of the element along the ordinate in each part, then calculate the arithmetic mean Y _min for the minimum values of all parts of the array M _s and the arithmetic mean Y _max for the maximum values. Then, the maximum signal amplitude is determined: A _max = Y _max -Y _min . Then, the specialist conducting the analysis sets the coefficient of the average ignored amplitudes K, which can take values from 0 to 0.5, or leaves the default value of 0.4, this is done to exclude from further calculations performed to detect transitions from the conventionally designated area ( UOO) low amplitudes in the UOO of high amplitudes, frequent parasitic oscillations in the region of zero amplitude when analyzing alternating current or average amplitude when analyzing direct current, the value of K depends on the amplitude of the noise. Next, determine the upper limit of the range of low amplitudes VAR: N _max = Y _min + A _max × K and determine the lower limit of the range of low amplitudes VAR: N _min = -∞. Determine the lower limit of the range of high amplitudes VAR: V _min = Y _max -A _max × K and determine the upper limit of the range of high amplitudes of the VAR: V _max = ∞ (Fig. 1). All the values of the points of the oscillogram along the ordinate axis are written in the form of numbers into the MS ₀ array, consisting of S elements, and the order of the elements in MS _{0 is} kept the same as in the sample oscillogram. Further, for each element MS ₀ , the average value is sequentially calculated from the element itself and the next one immediately after it, the resulting average values are written into the MS ₁ array in the same order as in MS ₀ , the result is obtained as an array of the same dimension - this is done for ignoring short-term low-amplitude noise in the calculations, which can complicate the detection of transitions from the low-amplitude ERR to the high-ERO. For each element of MS _{1, it is} sequentially calculated to which of the RVO ranges it belongs to: low amplitudes, high amplitudes, or does not apply to either. Based on the results of the calculations, an array MS ₂ is compiled, in which each numeric element is replaced with an element of a logical type, where all elements from the range of low amplitudes are replaced by the constant "False", all elements from the range of high amplitudes are replaced by the constant "True" values that are not included in either to no other range, they are ignored and not transferred to the MS ₂ array - this is done to exclude from the calculations performed to detect transitions from the low-amplitude CCD to the high-amplitude CCD, often occurring parasitic oscillations in the region of zero amplitude when analyzing the alternating current or the average amplitude at DC analysis. The ordinal numbers of the elements of the MS ₂ array are calculated, which have the value "True" and the preceding element before them has the value "False", that is, the places of transition from the low to high amplitudes of the low to high amplitudes are detected. Allocate the area of the numerical array MS ₁ between the first two transitions, obtain an exact sample of the oscillogram of one period, which is considered the final calculated sample for subsequent calculations, calculate the dimension of this array. In the same way as the period of the signal in the sample was calculated, all periods in the entire analyzed oscillogram are calculated, thereby obtaining a numeric array of the sample period and a set of numeric arrays of all periods of the oscillogram of the same dimension. All arrays of periods are compared in turn with the sample, and the first element of each numeric array is compared with the first element of the sample, the second with the second, the third with the third, and so on, in turn, until the last elements of the array - this step allows you to carry out an absolutely complete comparison of the period of the sample with the analyzed periods , each minimum selected element is compared with each ("Pointwise comparison"), which allows you to detect absolutely any minimum difference from the sample (anomaly). Then the values of the differences of the elements ("Pointwise comparison"), that is, the deviation from the sample along the ordinate axis, are calculated. Next, the number of deviations for each analyzed period of the oscillogram is calculated according to five criteria, the value of the difference along the ordinate is in the range: from 5 to 10, from 10 to 20, from 20 to 30 and from 60 to ∞ percent of A _max . The analyst introduces the criteria for the number of outputs of the elements of the waveform period arrays beyond each of the five ranges along the ordinate axis, in accordance with which the computer system must decide to report and form images of the analyzed waveform period or not, that is, ignore the period, counting that it does not differ enough from the calculated sample, and the computer system informs about the period upon exiting, at least from one range, and indicates which ranges have been exceeded. It is also possible to leave the default criteria and thereby exclude the work of a specialist, assigning it, for example, to a computer.

Claims

A method for analyzing oscillograms, which calculates the minimum value of the amplitude of the signal sample Y _min and the maximum value of the amplitude of the signal sample Y _max ; determine the maximum signal amplitude: A _max = Y _max - Y _min ; count the total number of points S in the oscillogram; then the coefficient of the average ignored amplitudes K is set, which can take values from 0 to 0.5, or leave the default value of 0.4; then determine the upper limit of the range of the conventionally designated area (ROO) of low amplitudes: N _max = Y _min + A _max × K and determine the lower limit of the range of the RR of low amplitudes: N _min = -∞; determine the lower limit of the range of high amplitudes VOO: V _min = Y _max - A _max × K and determine the upper limit of the range of high amplitudes VOO: V _max = ∞; write all the values of the points of the oscillogram along the ordinate axis in the form of numbers in the array MS ₀ , consisting of S elements, and keep the order of the elements in MS ₀ the same as in the sample oscillogram; for each element MS ₀ , the average value is sequentially calculated from the element itself and the one immediately following it, the resulting average values are written into the MS ₁ array in the same order as in MS ₀ , the result is obtained in the form of an array of the same dimension; for each element of MS _{1, it is} sequentially calculated to which of the ROV ranges it belongs to: low amplitudes, high amplitudes, or does not belong to either one or the other; according to the results of calculations, an array MS ₂ is compiled, in which each numeric element is replaced with an element of a logical type, where all elements from the range of low amplitudes are replaced by the constant "False", all elements from the range of high amplitudes are replaced by the constant "True", values that are not included in that , nor in any other range, are ignored and do not transfer to the MS array ₂ ; calculate the ordinal numbers of the elements of the array MS ₂ , which have the value "True" and the preceding element before them has the value "False", that is, they find the places of transition from the low to high amplitudes of the low to high amplitudes; allocate the area of the numerical array MS ₁ between the first two transitions, obtain an accurate sample of the oscillogram of one period, which is considered the finally calculated sample for subsequent calculations, calculate the dimension of this array; in the same way as the period of the signal in the sample was calculated, all periods in the entire analyzed oscillogram are calculated, thereby obtaining a numerical array of the sample period and a plurality of numerical arrays of all periods of the oscillogram of the same dimension; alternately compare all arrays of periods with a sample, and the first element of each numeric array is compared with the first element of the sample, the second with the second, the third with the third, and so on, in turn, until the last elements of the array; then calculate the values of the differences of elements, that is, the deviation from the sample along the ordinate; then the number of deviations for each analyzed period of the oscillogram is calculated according to five criteria, the value of the difference along the ordinate is in the range: from 5 to 10, from 10 to 20, from 20 to 30 and from 60 to ∞ percent of A _max . Criteria are introduced for the number of exits of the elements of the waveform period arrays beyond each of the five ranges along the ordinate, according to which the computer system must decide to report and form images of the analyzed waveform period or not, that is, ignore the period, considering that it does not differ enough from a given sample, and the computer system reports on the period when at least one range is exited and indicates which ranges have been exceeded; or leave the default criteria, characterized in that the input parameters Y _max and Y _{min are} calculated as follows: calculate the coefficient of the tenth part of the waveform S _dc by multiplying S by 0.1 S _dc = S × 0.1, round S _dc to an integer value, represent the initial section oscillograms in the form of an array of numerical values of the oscillogram points from its first element to an element with index S _dc , assign the designation M _s to this array, divide the resulting array into 10 equal parts, if the array has 10 or more elements, if the elements in the array are less than 10, then divide M _s into the number of parts equal to the number of elements M _s , if division into 10 equal parts is impossible due to the indivisibility of the number of elements M _s without a remainder, then the residual elements of the array are distributed between arbitrary parts, but no more than one element per part; calculate the minimum and maximum value of the element along the ordinate in each part, then calculate the arithmetic mean Y _min for the minimum values of all parts of the array M _s and calculate the arithmetic mean Y _max for the maximum values of all parts of the array M _s .