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2022华中杯C题矿井提升机钢丝绳的缺陷分析思路讲解

时间:2022-11-15 09:30:00 传感器存在缺陷

我决心每天五点起床,脑子很清醒!啊,我没见过这个话题。…所以我们一起读题,理解理解,作为python常年数模玩家,不能怂!

一、题目导读

第一自然段:介绍,大概看一下,用这个东西挖。
在这里插入图片描述
第二自然段:介绍了磁平衡检测缺陷的方法

以及相关测量判断结果:

二、问题

2.1 第一问

场景:对于长960米的钢丝绳,提升10次。要求:对场景数据产生不同程度的噪声,找出所有缺陷的数量、程度和位置。

既然给了数据,我们来看看数字。如果打不开文件,会很尴尬。只需以文本的形式打开它:

数据似乎看不懂,所以看数据描述:

文件格式:
1号电压,2号电压,3号电压,4号电压,5号电压,6号电压,方向, 脉冲, 时间戳
1.61, 1.06, 0.97, 0.95, 0.98, 1.47, 1, 1, 102070423

有六个电压值,对应六根钢丝绳的数据。一行数据是一帧数据。第一列表示第一根绳子的电压值,第二列表示第二根绳子的电压值,…,第六列表示第六根绳子的电压值。

方向0代表下行,方向1代表上行。

脉冲:它实际上是通过距离传感器获得的距离。从1到n,每帧(一行数据代表一帧数据)对应一个脉冲数字,每增加1,代表0.4米。
多帧数据可能对应一个脉冲(表示0.多次测量在4米内)。绘制波形图时,每帧对应的距离等于0.4米除以帧数

钢丝绳长960米,断丝的位置可以用帧来表示

每个文件记录一次运行的监控数据,10个文件记录10次往返运行的监控数据。请注意,上下监控数据不是从同一端记录的。

依次对应九列数据,将此数据转换为csv不好吗?pandas处理! 看完数据说明,数据就明白了。

2.2 第二问

基于第一个问题的结果,建立模型并给出钢丝绳性能安全评价方法

大概是评价模型吧。

三、第一个问题分析

3.1 什么是数据噪音?

说到噪音,你必须先去噪音。你明白什么是数据噪音吗?噪声数据是指数据中存在错误或异常(偏离期望值)的数据,干扰数据分析。
让我们谈谈发动机噪声数据的原因,以便噪声数据的原因可能是硬件故障、编程错误、语音或光学字符识别程序(OCR)识别错误等。

3.2 噪声数据去噪方法?

方法如下:

  1. 回归
  2. 异常值检测
  3. MAD 法
  4. 箱型图分析
  5. 聚类

回归方法:
如果变量之间在依赖关系,即y=f(x),然后我们可以试着找到依赖关系f,从而根据x进行预测y,这也是回归问题的本质。实际上,更常见的假设是P(y)=N(f(x)),N是正态分布。假设y是观测值和噪音,如果我们能找到x和y它们之间的依赖关系可以根据x更新y的值来去除随机噪声,这就是回归去噪的原理。

异常值检测方法:
数据中可能有两种噪声,一种是随机误差,另一种是错误。例如,我们有一个学生的体重数据,其中一个是20KG,显然,这是一个错误。如果这个样本进入我们的训练数据,可能会对结果产生很大的影响,这也是去噪声中使用异常值检测的意义。

MAD 法:
MAD 又称为绝对值差中位数法。MAD 检测离群值的方法是先计算所有因素与平均值之间的距离总和。

箱型图分析:
箱型图提供了识别异常值的标准,即大于或小于箱型图设定的上下值为异常值,如下图所示

聚类:
将物理或抽象对象的集合分组成由类似对象组成的多个类别。找出并清除掉落在簇之外的值(孤立点),这被视为噪音。有很多聚类方法,这里不详细介绍,看看我的知乎。

以上方法都可以用来去除噪音。我不能说谁好谁坏。你可能只在网上看到一种方法。请不要局限于这样狭隘的想法。去除噪声后,可以清楚地看到主题要求,并根据噪声处理后的数据寻求相关结果。请随后更新知乎。你不能读它。

四、二问分析

钢丝绳安全性能量化评价方法: 关键词,评价

以下是几种评价方法:

  1. 综合评价之TOPSIS模型,又称优劣解距法。
  2. 层次分析AHP模型
  3. 灰色综合评价法
  4. BP神经网络综合评价法

还请读者自行尝试,以上的评价方法,我的数模专栏只讲过2,3,更新文章确实费时间,大家自行选择尝试吧。

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