9. ROZMYTY KLASYFIKATOR STANU MASZYNY
9.3. Wyniki klasyfikacji rozmytej
Zastosowanie modeli rozmytych o jedynie dwóch wejściach zmniejszyło złożoność obliczeniową (jak również długość chromosomów), ale równocześnie pogorszyło jakość klasyfikacji. Próby zwiększenia liczby wejść nie przyniosły dużej poprawy w jakości klasyfikacji więc pozostano przy modelach o liczbie wejść wynoszącej dwa.
Dla wszystkich przypadków, w których występowała liniowa separowalność punktów odpowiadających stanowi bezawaryjnemu i uszkodzonemu, klasyfikatory rozmyte dawały poprawne odpowiedzi na zbiór testujący. W pozostałych przypadkach błędy odpowiedzi były na tyle duże, że nie można było uznać wyników ich działania za poprawne.
Słabe wyniki klasyfikacji uszkodzeń w obwodach wzbudzenia nie dawały podstaw do budowy klasyfikatora do rozpoznawania wszystkich uszkodzeń
9.3.1. Wyniki klasyfikacji dla zwarcia w grupie zezwojów twornika
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu twornika.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla dwuelementowego wektora odpowiadającego częstotliwościom 150Hz i 250Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 1545.8323. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.1, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.19.
Tabela 9.1. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
zwarcia w grupie zezwojów twornika na podstawie widma prądu twornika
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji MAX
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=11, b=37
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, a=1015, b=1017
dopasowanie 0.6469
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny
JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony
Rys. 9.19. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu wzbudzenia.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla dwuelementowego wektora odpowiadającego częstotliwościom 100Hz i 200Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 2.1341e-148. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.2, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.20.
Tabela 9.2. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
zwarcia w grupie zezwojów twornika na podstawie widma prądu wzbudzenia
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji SUM
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=3, b=5
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, a=1021, b=1023
dopasowanie 1340.0246
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony
Rys. 9.20. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości
9.3.2. Wyniki klasyfikacji dla przerwy jednej gałęzi równoległej twornika
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu twornika.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla dwuelementowego wektora odpowiadającego częstotliwościom 25Hz i 150Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 3.0698e-006. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.3, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.21.
Tabela 9.3. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
przerwy w gałęzi równoległej twornika na podstawie widma prądu twornika
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji SUM
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=1, b=6
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, a=1014, b=1015
dopasowanie 1012.6939
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny
Rys. 9.21. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu wzbudzenia.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla trzyelementowego wektora odpowiadającego
częstotliwościom 50Hz, 100Hz i 200Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi
zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 1.4368e-018. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.4, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.22.
Tabela 9.4. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
przerwy w gałęzi równoległej twornika na podstawie widma prądu wzbudzenia
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji SUM
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=2, b=10
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, a=1015, b=1015
dopasowanie 1041.0841
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra I wejscie3 jest dobra TO stan jest bezawaryjny
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest uszkodzona I wejscie3 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony
JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest dobra I wejscie3 jest dobra TO stan jest bezawaryjny
Rys. 9.22. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości
9.3.3. Wyniki klasyfikacji dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu twornika.
Dla tego rodzaju uszkodzenia klasyfikacja rozmyta bazująca na prądzie twornika nie dawała dobrych rezultatów.
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu wzbudzenia.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla dwuelementowego wektora odpowiadającego częstotliwościom 25Hz, i 600Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 4.3162e-007. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.5, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.23. Przy nieuwzględnieniu składowych 0Hz i 25Hz wyniki rozpoznawania były bardzo słabe.
Tabela 9.5. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
zwarcia cewki obwodu wzbudzenia na podstawie widma prądu wzbudzenia
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji MAX
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=1, b=2
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, b=1015, b=1015
dopasowanie 1014.6557
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest dobra TO stan jest uszkodzony JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony
Rys. 9.23. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości
funkcji dopasowania osobników w populacji od numeru epoki działania algorytmu
9.3.4. Wyniki klasyfikacji dla przerwy cewki obwodu wzbudzenia
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu twornika.
Dla tego rodzaju uszkodzenia klasyfikacja rozmyta bazująca na prądzie twornika nie dawała dobrych rezultatów.
Wyniki klasyfikacji na podstawie widma prądu wzbudzenia.
Klasyfikacja przeprowadzona została dla dwuelementowego wektora odpowiadającego częstotliwościom 0Hz, i 150Hz. Średniokwadratowy błąd odpowiedzi zoptymalizowanego klasyfikatora na zbiór testujący wynosił 8.6624e-076. Wyniki optymalizacji klasyfikatora zestawiono w tabeli 9.6, a przebieg procesu optymalizacji w postaci zależności maksymalnej oraz średniej funkcji przystosowania od numeru pokolenia zaprezentowano na rysunku 9.24. Przy nieuwzględnieniu składowych 0Hz i 25Hz wyniki rozpoznawania były bardzo słabe.
Tabela 9.6. Wyniki optymalizacji parametrów klasyfikatora rozmytego do diagnostyki
przerwy cewki obwodu wzbudzenia na podstawie widma prądu wzbudzenia
Parametr Wartość
operator połączenia PROD
operator implikacji PROD
operator agregacji MAX
metoda defuzyfikacji singleton
funkcja przyn. wyjścia do zbioru bezawaryjny z-shape, a=1, b=3
funkcja przyn. wyjścia do zbioru uszkodzony s-shape, a=1014, b=1017
Baza reguł zoptymalizowanego klasyfikatora miała postać:
JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest dobra TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest dobra I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest bezawaryjny JEŚLI wejscie1 jest uszkodzona I wejscie2 jest uszkodzona TO stan jest uszkodzony
Rys. 9.24. Zależność maksymalnej (kolor niebieski) oraz średniej (kolor czerwony) wartości