gtld2-diag-scripts/peakVM.js

export function getPeak(options) {
    let __result = {}; //результат
    let __wav = options.src; //массив данных пиковой формы
    let __freq = options.freq; //частота вращения
    let __mech = 0; //механические проблемы
    let __lubr = 0; //проблемы со смазкой
    let __allert = getLevels(__freq); //определяем уровень предупреждения, g
    
    let __form = getWave(
        {
            src: __wav, //объект с данными максимальных амплитуд
            lvl: __allert, //пороговый уровень предупреждения, g 
            canvas: options.canvas1 //координатная плоскость для отрисовки графика 
        }
    ); //получаем пиковую форму сигнала с порогами

    let __crr = getAutoCorr(
        {
            name: "Корреляционная функция", //имя для графика
            src: __wav, //объект с данными максимальных амплитуд
            lag: 0.5, //коэффициент смещения сигнала
            color: 0x00A550, //цвет отрисовки графика в формате HEX
            canvas: options.canvas2 //координатная плоскость для отрисовки графика 
        }
    ); //вычисляем автокорреляционную функцию

    let MaxPK = Math.max(...__wav.values); //максимальное значение амплитуды на пиковой форме, g
    let FaultLevel = 2 * __allert; //уровень аварии для пиковой формы (Fault = 2 * Allert)
    let EstPE = Math.sqrt(__crr.ampl) * 100; //расчетный процент периодической энергии

    if (options.spec != undefined) {
        let __spc = options.spec; //объект спектра пиковой формы 
        let GS = MaxPK / FaultLevel; //общая серьезность проблемы 
        let SQpeak = specSquare(__spc).peak; //площадь обнаруженных гармонических составляющих
        let SQspec = specSquare(__spc).harm; //площадь над базовой линией
        let PE = (SQpeak ** 2 / SQspec ** 2); //доля периодической энергии 
        let NPE = (SQspec ** 2 - SQpeak ** 2) / SQspec ** 2; //доля непериодической энергии

        __mech = GS * PE * 100;
        __lubr = GS * NPE * 100;

        __result = {
            mechBS: __mech,
            lubrBS: __lubr,
            //mechInd: __mech * 0.8, //нормализованное значение (для индикатора 0-100 единиц)
            //lubrInd: __lubr * 0.8 //нормализованное значение (для индикатора 0-100 единиц)
        };
    } else {
        switch (true) {
            case EstPE >= 50:
                __mech = EstPE * MaxPK / FaultLevel;
                __lubr = (100 - EstPE) * MaxPK / FaultLevel;
                break;
            case (EstPE <= 50) && (EstPE > 30):
                EstPE = EstPE / 2;
                __mech = EstPE * MaxPK / FaultLevel;
                __lubr = (100 - EstPE) * MaxPK / FaultLevel;
                break;
            case EstPE < 30:
                __mech = 0
                __lubr = MaxPK / FaultLevel;
                break;
            default:
                break;
        }; //определяем действительный расчетный процент периодической энергии

        __result = {
            mechBS: __mech,
            lubrBS: __lubr
        };
    };

    return __result;
}; //оценка состояния методом PeakVM

export function getParams(freq) {
    let rpm = freq * 60; //частота в об/мин
    let wdt = 0; //граничная частота ФВЧ
    let frq = 40 * freq; //граничная частота спектра
    let lns = 800; //количество линий спектра
    let avg = 1; //количество усреднений спектра

    switch (true) {
        case rpm <= 700:
            wdt = 500;
            lns = 800;
            break;
        case (rpm > 700) && (rpm <= 1500):
            wdt = 1000;
            lns = 800;
            break;
        case (rpm > 1500) && (rpm <= 3000):
            wdt = 2000;
            lns = 1600;
            break;
        case (rpm > 3000) && (rpm <= 4000):
            wdt = 2000;
            lns = 1600;
        case rpm > 4000:
            wdt = 5000;
            lns = 1600;
        default:
            break;
    };
    return {
        filter: { frequency: wdt },
        spec: {
            frequency: frq,
            lines: lns,
            resolution: frq / lns,
            avg: avg
        }
    };
}; //рассчет параметров спектра

export function getLevels(freq) {
    let rpm = freq * 60; //частота в об/мин 
    let alr = 0; //уровень предупреждения, g
    switch (true) {
        case rpm <= 900:
            alr = 3.0 * (rpm / 900) ** 0.75; //1.5 => 3.0 для формы Peak-To-Peak
            break;
        case (rpm > 900) && (rpm <= 4000):
            alr = 3.0; //1.5 => 3.0 для формы Peak-To-Peak
            break;
        case (rpm > 4000) && (rpm <= 10000):
            alr = 3.0 * (rpm / 4000) ** 0.5; //1.5 => 3.0 для формы Peak-To-Peak
            break;
        case rpm > 10000:
            alr = 5.0; //3.0 => 5.0 для формы Peak-To-Peak
        default:
            break;
    };
    return alr
}; //рассчет пороговых уровней

function getWave(options) {
    let __src = options.src; //источник данных
    let __allert = 0;
    let __fault = 0;
    if (options.lvl != undefined) {
        __allert = options.lvl;
        __fault = 2 * __allert;
    };

    if (options.canvas != undefined) {
        options.canvas.add(
            {
                color: __src.color,
                name: __src.name,
                x: __src.time,
                y: __src.values
            }
        ); //рисуем Waveform

        if (__allert != 0) {
            let __alr = __src.values.map((item) => (item = __allert));
            let __flt = __src.values.map((item) => (item = __fault));

            options.canvas.add(
                {
                    color: 0xFFFF00,
                    name: "allert",
                    x: __src.time,
                    y: __alr
                }
            ); //рисуем линию предупреждения

            options.canvas.add(
                {
                    color: 0xFF0000,
                    name: "fault",
                    x: __src.time,
                    y: __flt
                }
            ); //рисуем линию опасности
        };
    };

    return {
        color: __src.color,
        name: __src.name,
        time: __src.time,
        values: __src.values
    }
}; //пиковая форма сигнала

function getAutoCorr(options) {
    let result = {}; //результат
    let plot = []; //массив значений корреляции для графика
    let arr = options.src.values;
    let arr2 = arr.concat(arr); //расширяем массив данных
    let lag = 0.5;
    let X = 0; //аргумент 1
    let Y = 0; //аргумент 2

    if (options.lag <= 0.5) { lag = options.lag } else { lag = 0.5 };
    let T = Math.floor(arr.length * lag); //определяем количество индексов (шагов) для смещения массива
    let avg = arr.reduce((acc, item) => (acc + item)) / arr.length; //среднее значение массива
    Y = arr.reduce((acc, item) => (acc + (item - avg) ** 2), 0); //рассчитываем знаменатель функции

    for (let i = 0; i < T; i++) {
        X = 0;
        for (let j = 0; j < arr.length; j++) { X += (arr[j] - avg) * (arr2[j + i] - avg) };
        plot.push(X / Y); //записываем значение в массив коэффициентов
    }; //смещение массива

    let plot0 = plot.slice(Math.floor(0.01 * plot.length)); //убираем из массива первый 1% значений коэффициента (т.к. в нуле всегда значение 1.0)
    let akf_avg = plot0.reduce((acc, item) => (acc + Math.abs(item)), 0) / plot0.length; //среднее значение коэффициента
    let akf_sqr = plot0.reduce((acc, item) => (acc + item ** 2), 0); //сумма квадратов значений
    let akf_rms = Math.sqrt(akf_sqr / plot0.length); //СКЗ коэффициента 
    let akf_max = Math.max(...plot0); //определяем максимальное значение коэффициента

    result["avg"] = akf_avg;
    result["rms"] = akf_rms;
    result["ampl"] = akf_max;
    result["data"] = plot;

    if (options.canvas != undefined) {
        options.canvas.add(
            {
                color: options.color,
                name: options.name,
                x: options.src.time,
                y: plot
            }
        );
    }; //отрисовка графика на plot

    return result;
}; //рассчет автокорреляции

function specSquare(spec, L, R) {
    let __base = spec.base; //массив значений средней линии
    let __data = spec.data; //массив значений амплитуд
    let __lines = spec.data.length; //количества линий спектра 
    let __res = spec.resolution; //частотное разрешения спектра (высота прямоугольной трапеции)  
    let __start = 0; //стартовый индекс в массиве
    let __end = __lines; //конечный индекс в массиве
    let s0 = 0; //площадь под базовой линией
    let s1 = 0; //площадь всего спектра
    let s2 = 0; //площадь над базовой линией
    let s3 = 0; //площадь обнаруженных гармоник
    if (L != undefined) { __start = Math.round(L / __res) };
    if (R != undefined) { __end = Math.round(R / __res) };

    for (let i = __start; i <= __end - 1; i++) {
        s0 += __base[i] * __res;
        s1 += __data[i] * __res;
        let __delta = __data[i] - __base[i];
        if (__delta >= 0) { s2 += __delta * __res };
        if (__delta >= spec.peak_level) { s3 += __delta * __res };
    };

    return {
        base: s0,
        spec: s1,
        harm: s2,
        peak: s3
    };
}; //определение площадей спектра