시계열 모터 데이터를 분류하기위한 최고의 알고리즘


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기계 제어 프로젝트를 진행 중입니다. 작동 중에 모터의 전류를 측정 할 수 있습니다. 작업을 성공적으로 수행하는 두 모터의 샘플 데이터는 다음과 같습니다. 빨간색 트레이스는 한 모터의 전류를 나타내고 파란색 트레이스는 다른 모터의 전류를 나타냅니다. 기계 동작 문제를 식별하기위한 알고리즘을 시도하고 싶습니다. 모터 전류가 지나치게 높거나 모터 전류가 거의 0에 가까울 때, 작동이 끝날 때 전류가 증가하고, 정상보다 짧은 시계열이 일반적 일 수 있습니다. 누구나 이것을 달성하기위한 좋은 알고리즘을 제안 할 수 있습니까? 내가 익숙한 유일한 것은 신경망입니다. 모터 전류 에서 실제 데이터의 Excel 파일을 넣었습니다.

모터 전류-양호한 작동 모터 전류-작동 종료시 걸림


시계열에 대한 이상 감지 및 통계 모델링이 포함되므로 통계 SE 사이트에 더 적합 할 수 있습니다. 생존 분석은 문제가 분명하지 않지만 역할을 수행 할 수 있습니다.
반복자

"문제"의 이미지를 게시 할 수 있습니까? 한 가지 아이디어는 "이상적 조작"(빨간색 선과 같은)과 "실제 조작"(파란색 선) 사이의 거리를 계산하는 것입니다. 어떤 지점이 "이상적인 작업"에서 너무 멀리 떨어져 있으면 문제로 표시됩니다.
Zach

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+1 핵심 아이디어입니다. 응용 프로그램 별 지식사용 하여 동작을 특성화하십시오. 순전히 통계 기술보다 훨씬 더 적절하고 강력합니다. 그런 다음 통계는 데이터를 "기준선"또는 이상적인 계열 과 비교 하는 방법을 제공 할 수 있습니다 .
whuber

이론적이거나 이상적인 것을 사용하는이 아이디어는 전달 함수 모델에 예측 변수 / 원인 / 우측 지원 시리즈로 쉽게 통합 될 수 있으며, 그러면 대답에서 설명한 변경점 감지 정보를 얻을 수 있습니다.
IrishStat

@ 아일랜드 나는 그렇게 간단하지 않다고 생각합니다. 전류 소비에는 특징적인 형태가 있습니다 : 초기 급속 스파이크, 느리게 (지수?) 감소, 안정된 전류의 긴 영역 (종종 희망적으로), 마지막에 최종 드롭 오프 (특성 형태로 가정) . 세부 사항은 다양하지만 일반적인 변형과 "나쁜"변형을 구분하는 것이 중요합니다. 초기 스파이크의 상대적 높이 및 수평을 유지하는 데 걸리는 시간과 같은 것이 우려됩니다. 목표는 문제식별하는 것이며, 일부는 표준 분석이 보여주는 것보다 미묘 할 수 있습니다.
whuber

답변:


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내 접근 방식은 데이터에 대한 ARIMA 모델을 구성한 다음 예기치 않은 "사물"에 대한 조기 경고를 제공하기 위해 다양한 "변경 지점 감지 체계"를 사용하는 것입니다. 이 계획에는 다음이 포함됩니다

  1. 펄스 / 레벨 시프트 / 로컬 시간 추세의 존재 / 발견을 감지합니다. 즉 시간에 따른 오류의 평균 변화
  2. 시간 경과에 따른 파라미터 변화의 존재 / 발견 감지
  3. 시간에 따른 잔차 변화의 존재 유무 감지

당신이 실제로 당신의 시리즈 중 하나를 게시하고자한다면, 우리는 실제로 이런 종류의 분석을 보여줄 수 있습니다. 이런 분석은 사물이 변하고 있거나 크게 변했다는 생각을 "밀어 낼"수 있습니다.



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숨겨진 마르코프 모델

시계열 데이터를 모델링하는 가장 좋은 방법 중 하나는 HMM (Hidden Markov Model)입니다. 알려진 비 문제 상태의 단일 모델, 알려진 각 문제 상태의 개별 모델 또는 충분한 데이터가있는 경우 알려진 모든 문제 상태의 단일 복합 모델을 만들 수 있습니다. 좋은 오픈 소스 라이브러리는 Matlab 용 Hidden Markov Model Toolbox입니다.

http://www.cs.ubc.ca/~murphyk/Software/HMM/hmm.html

칼만 필터

좀 더 관련된 또 다른 접근법은 Kalman Filter입니다. 이 방법은 데이터에 노이즈가 많은 경우 특히 유용합니다. 좋은 오픈 소스 라이브러리는 Matlab 용 Kalman Filter Toolbox입니다.

http://www.cs.ubc.ca/~murphyk/Software/Kalman/kalman.html

베이지안 모델

이 두 가지 접근 방식은 모두 베이지안 모델로 간주됩니다. 좋은 오픈 소스 라이브러리는 Matlab 용 Bayes Net Toolbox입니다.

http://code.google.com/p/bnt

나는 이것이 당신을 위해 작동하기를 바랍니다.

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