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基于多通道数据双层增强的样本不平衡故障诊断方法
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作者 郭一鸣 童一飞 +3 位作者 何非 谢中取 宋世达 黄静 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期287-300,共14页
在复杂制造过程中常需要采集并分析多通道数据以实现状态监测和故障诊断,针对现有方法难以处理多通道数据复杂时空相关结构和样本不平衡的问题,提出了一种基于多通道数据双层增强的样本不平衡故障诊断方法。所提模型具有2阶段数据增强... 在复杂制造过程中常需要采集并分析多通道数据以实现状态监测和故障诊断,针对现有方法难以处理多通道数据复杂时空相关结构和样本不平衡的问题,提出了一种基于多通道数据双层增强的样本不平衡故障诊断方法。所提模型具有2阶段数据增强和全局优化的特点,通过先学习故障特征再转化为多通道数据的方式实现数据增强,引入分布差异评估机制有效地描述不同通道之间的数据相关性,基于多目标的全局优化策略来提高生成数据的质量。通过实际案例验证所提方法的有效性,实验结果表明:双层增强方法能有效扩充多通道数据的样本量,全局优化策略可以提高生成数据在故障诊断中的性能。与现有模型相比,所提方法在多种样本不平衡场景下均具有较高的故障诊断准确率。 展开更多
关键词 多通道数据 样本不平衡故障诊断 双层数据增强 全局优化
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CNN-DLSTM结合迁移学习的小样本轴承故障诊断方法
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作者 仇芝 徐泽瑜 +2 位作者 陈涛 石明江 韦明辉 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期288-297,共10页
针对轴承故障数据样本少、未知故障难以分类等问题,提出了一种将一维卷积神经网络(1D convolutional neural network, 1D-CNN)连接深层长短时记忆循环神经网络(Deep long-short-term memory neural network, DLSTM)的模型结合迁移学习... 针对轴承故障数据样本少、未知故障难以分类等问题,提出了一种将一维卷积神经网络(1D convolutional neural network, 1D-CNN)连接深层长短时记忆循环神经网络(Deep long-short-term memory neural network, DLSTM)的模型结合迁移学习的故障诊断方法。该诊断方法基于电机振动数据,利用CNN提取故障特征;将特征作为DLSTM的输入,进一步学习、编码从CNN中学习的特征序列信息,捕获高级特征用于故障分类;首先用充足的西储轴承数据对该故障诊断模型进行预训练,再利用迁移学习放松训练数据和测试数据可不必独立同分布的能力,使用自制实验平台的小样本数据微调预训练模型。最后用迁移学习后的模型,对跨工况、跨型号、跨故障的故障轴承数据进行模拟实验。结果表明,所提出的方法与其他方法相比鲁棒性强,训练速度更快,能够更精确的诊断故障,平均诊断精度达到99%以上。 展开更多
关键词 小样本数据集故障诊断 卷积神经网络 长短期记忆网络 迁移学习
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无人机故障诊断NER数据集构建及模型应用
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作者 贾龙飞 李志农 +1 位作者 王奉涛 李喆 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期45-52,共8页
针对无人机故障诊断领域缺乏专用NER数据集的现状,提出构建该垂直领域NER数据集及其命名实体识别模型的方案。依据无人机故障诊断领域文本数据的特点,创建了包含5677个领域专用名词的词典辅助分词操作,并采用中文标签进行标注。通过机... 针对无人机故障诊断领域缺乏专用NER数据集的现状,提出构建该垂直领域NER数据集及其命名实体识别模型的方案。依据无人机故障诊断领域文本数据的特点,创建了包含5677个领域专用名词的词典辅助分词操作,并采用中文标签进行标注。通过机器标注人工校对与人工标注相结合的方式,成功构建出包含235045个字符及38421个实体的无人机故障诊断领域命名实体识别数据集,命名为UFDNER。结合预训练语言模型BERT与BiLSTM-CRF方法训练得到基于该数据集的命名实体识别模型,该模型在测试集上的F1值达到87.84%,为该领域故障信息识别及知识图谱构建提供强有力的工具模型。UFDNER作为无人机故障诊断领域NER数据集,为该领域NER研究提供丰富可靠的数据集支撑,填补了无人机故障诊断领域NER数据集空白。 展开更多
关键词 无人机故障诊断 NER数据 命名实体识别 预训练模型 BiLSTM-CRF
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基于深度学习的轴承故障小样本扩容及智能诊断 被引量:2
4
作者 刘迪洋 张清华 胡勤 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期10-18,共9页
由于轴承长期处于正常运行状态,从而使得可采集的故障数据十分有限,缺少足够的故障数据导致它与正常数据之间产生了数据不均衡问题。为了解决该问题,提出一种改进的深度卷积生成对抗网络与Swin Transformer模型相结合的故障诊断新方法... 由于轴承长期处于正常运行状态,从而使得可采集的故障数据十分有限,缺少足够的故障数据导致它与正常数据之间产生了数据不均衡问题。为了解决该问题,提出一种改进的深度卷积生成对抗网络与Swin Transformer模型相结合的故障诊断新方法。对轴承的振动信号进行连续小波变换(CWT)将其转化为时频图;构建改进的深度卷积生成对抗网络对故障信号生成的时频图进行样本扩容,以解决其样本不均衡问题;最后利用Swin Transformer模型完成对轴承故障的分类识别。实验结果表明:所提方法不仅可以生成与真实样本相似度较高的生成样本,同时能准确有效地对轴承的各类故障进行分类识别。 展开更多
关键词 数据不均衡 故障诊断 生成对抗网络 小波变换 样本扩容
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基于零样本学习的风力机故障诊断方法 被引量:1
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作者 潘美琪 贺兴 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第5期561-568,共8页
在工程实践中,风力机故障诊断面临训练故障与实际故障类别不同的情况,为实现对风力机未知故障的诊断,需要将训练过程中习得的故障特征信息迁移至未知故障中.不同于直接建立故障样本与故障类别间映射关系的传统方法,提出一种基于零样本... 在工程实践中,风力机故障诊断面临训练故障与实际故障类别不同的情况,为实现对风力机未知故障的诊断,需要将训练过程中习得的故障特征信息迁移至未知故障中.不同于直接建立故障样本与故障类别间映射关系的传统方法,提出一种基于零样本学习的风力机故障诊断方法来完成故障特征迁移.通过描述每种故障的属性建立故障属性矩阵,将其嵌入故障样本空间与故障类别空间之中;并基于卷积神经网络建立故障属性学习器,基于欧氏距离建立故障分类器,形成从故障样本预测故障属性进而分类故障的诊断流程.最后通过与其他零样本学习方法的对比验证了所提故障诊断方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 风力机故障诊断 样本学习 卷积神经网络 知识-数据混合驱动
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无人机故障模拟数据集构建与评测方法
6
作者 王怡澄 柴梦娟 +6 位作者 余道杰 白艺杰 梁丽月 李涛 周佳乐 杜剑平 姚振宁 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期37-44,共8页
无人机系统复杂且故障模式多样,对其可靠性、稳定性和安全性提出了一定的挑战。针对无人机故障数据样本集缺乏且不完备的问题,采用预设故障注入法构建了无人机故障模拟数据集。故障模拟数据集基于偏差故障、漂移故障、锁死故障和缩放故... 无人机系统复杂且故障模式多样,对其可靠性、稳定性和安全性提出了一定的挑战。针对无人机故障数据样本集缺乏且不完备的问题,采用预设故障注入法构建了无人机故障模拟数据集。故障模拟数据集基于偏差故障、漂移故障、锁死故障和缩放故障四种故障描述模型,实现了无人机正常状态、执行器故障和传感器故障的等效模拟,并进一步通过深度学习网络评测数据集。仿真结果表明:WDCNN、ResNet和QCNN三种深度学习网络均验证了本文故障模拟数据集构建方法及数据集的有效性和完备性。从故障诊断精确度指标来看,WDCNN达到82%以上,ResNet达到90%以上,QCNN达到92%以上,提出的方法为基于数据驱动的无人机故障诊断研究提供了一个较为完备的数据集及评测方法。 展开更多
关键词 故障诊断 无人机系统 故障数据 数据驱动 深度学习
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一种特定系数小波重构数据增强逆变器故障诊断方法
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作者 周健耀 王天真 +1 位作者 韩金刚 汤天浩 《电源学报》 北大核心 2025年第5期289-296,共8页
由于弱监督学习小样本场景下逆变器的故障数据数量不足且类别不平衡,使得基于数据驱动故障诊断方法的性能下降。为克服传统数据增强方法未考虑数据分布特性的缺陷,提出1种特定系数小波重构数据增强的逆变器故障诊断方法。首先对原始小... 由于弱监督学习小样本场景下逆变器的故障数据数量不足且类别不平衡,使得基于数据驱动故障诊断方法的性能下降。为克服传统数据增强方法未考虑数据分布特性的缺陷,提出1种特定系数小波重构数据增强的逆变器故障诊断方法。首先对原始小样本数据进行小波包分解并通过计算获得特定系数,对其随机微调后通过小波包重构直接扩充样本,重复该过程以获取数量充足且类别平衡的训练集。然后基于卷积神经网络实现“端到端”的特征提取与故障分类。最后,实验结果表明,所提方法能有效扩充弱监督学习小样本场景下的故障数据,提高故障诊断精度,可作为逆变器小样本故障诊断的数据预处理环节。 展开更多
关键词 小样本故障诊断 数据增强 卷积神经网络 小波包变换 信号分析
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基于不均衡小样本DGA数据与改进CatBoost决策树的油浸式变压器故障诊断方法 被引量:5
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作者 王娜娜 栗文义 李小龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期167-176,共10页
针对油中溶解气体分析(dissolved gasses analysis, DGA)数据集小样本及不平衡特性导致故障诊断准确率不高的问题,提出一种布谷鸟搜索优化类别型特征提升算法(cuckoo search-categorical boosting, CS-CatBoost)和改进少数过采样技术(sy... 针对油中溶解气体分析(dissolved gasses analysis, DGA)数据集小样本及不平衡特性导致故障诊断准确率不高的问题,提出一种布谷鸟搜索优化类别型特征提升算法(cuckoo search-categorical boosting, CS-CatBoost)和改进少数过采样技术(synthetic minority over-sampling technique, SMOTE)的油浸式变压器故障诊断方法。首先,使用中心偏移权重(center offset weight, COW)优化SMOTE增强不均衡故障样本,获得均衡数据集。然后,通过Cat Boost构建基于集成学习框架的基分类器,并针对Cat Boost模型分类性能受其初始参数影响大、参数选择不正确后易发生过拟合或欠拟合现象,引入CS优化其初始参数,进一步提高其分类性能。实验结果表明,在小样本不均衡条件下所提出的SMOTE-CS-Cat Boost模型相比其他方法故障诊断精度明显提升,可准确判别变压器故障信息。 展开更多
关键词 油浸式变压器 故障诊断 平衡数据 布谷鸟搜索 SMOTE CatBoost
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基于不同工况下辅助数据集的齿轮箱故障诊断 被引量:22
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作者 段礼祥 谢骏遥 +1 位作者 王凯 王金江 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期104-108,116,共6页
针对变工况下齿轮箱监测数据重用性低,受复杂工况影响大和已训练模型经常失效的问题,提出基于不同工况下辅助数据集的迁移成分分析方法用于设备故障诊断。迁移成分分析(Transfer Component Analysis,TCA)通过核函数将训练样本与测试样... 针对变工况下齿轮箱监测数据重用性低,受复杂工况影响大和已训练模型经常失效的问题,提出基于不同工况下辅助数据集的迁移成分分析方法用于设备故障诊断。迁移成分分析(Transfer Component Analysis,TCA)通过核函数将训练样本与测试样本映射到潜在空间,进而减小训练样本与测试样本的分布差异性。重点对比分析训练数据中不同工况下辅助数据所占比例对迁移成分分析算法性能的影响,通过仿真分析和实验验证得出,迁移成分分析方法相比传统机器学习算法,明显地减小了训练样本与测试样本的分布差异,具有更高的监测数据重用率与更高的诊断准确率,有效提高了齿轮箱变工况故障诊断的准确率和可靠性。 展开更多
关键词 齿轮箱 不同工况 辅助数据 故障诊断 迁移成分分析
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基于对不平衡数据集进行二次迁移学习的滚动轴承剥落类故障诊断方法 被引量:5
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作者 郭俊锋 王淼生 王智明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1512-1521,共10页
滚动轴承在运行过程中正常工作状态时间长,故障时间很短,导致数据集不平衡,从而极大地影响深度学习模型故障诊断的准确率.针对该问题,提出一种基于二次迁移学习的滚动轴承不平衡数据集故障诊断方法.首先使用源域和目标域中的少量数据通... 滚动轴承在运行过程中正常工作状态时间长,故障时间很短,导致数据集不平衡,从而极大地影响深度学习模型故障诊断的准确率.针对该问题,提出一种基于二次迁移学习的滚动轴承不平衡数据集故障诊断方法.首先使用源域和目标域中的少量数据通过条件梯度惩罚生成对抗网络(CWGAN-GP)生成过渡数据集,然后将搭建好的卷积神经网络模型在源域数据集、过渡数据集和目标域数据集之间进行两次迁移,最后使用目标域的少量数据对迁移后的模型进行微调,得到最终的故障诊断模型.实验结果表明,该方法对不同工况下数据集不平衡的滚动轴承剥落类故障有较好的诊断识别效果. 展开更多
关键词 迁移学习 故障诊断 不平衡数据 生成对抗网络
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基于迁移学习的齿轮箱开放集跨工况故障诊断 被引量:2
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作者 马翔 许庶 +2 位作者 尚芃超 马剑 周汝志 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1753-1760,共8页
随着工业与航空航天技术的不断发展,齿轮箱等旋转机械的工况与故障模式逐渐趋于多样化、复杂化,可靠性与安全性问题日益突出,大量工况数据缺乏故障标签,且不同工况间故障模式不对称,迫切需要研究有效的故障诊断方法。以齿轮箱为案例验... 随着工业与航空航天技术的不断发展,齿轮箱等旋转机械的工况与故障模式逐渐趋于多样化、复杂化,可靠性与安全性问题日益突出,大量工况数据缺乏故障标签,且不同工况间故障模式不对称,迫切需要研究有效的故障诊断方法。以齿轮箱为案例验证对象,设置跨工况和开放集故障诊断场景,针对目标工况故障标签匮乏的问题,提出利用迁移学习将源工况的知识迁移到目标工况,利用交叉熵分类损失函数对已知故障类型进行识别的方法;针对跨工况条件下故障模式不对称的开放集问题,提出利用卷积神经网络提取工况间的相似数据特征,利用二分类损失函数对目标工况的已知类与未知类进行分类的方法。提出联合损失函数,训练诊断模型,实现故障特征从源域到目标域的联合迁移。案例分析结果表明:所提方法能够实现开放集情况下的跨工况故障诊断,且平均诊断准确度在90%以上。 展开更多
关键词 旋转机械 数据驱动 开放 迁移学习 故障诊断
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基于生成对抗网络的滚动轴承不平衡数据集故障诊断新方法 被引量:21
12
作者 郭俊锋 王淼生 +1 位作者 孙磊 续德锋 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期2825-2835,共11页
在实际工程应用中,滚动轴承在大多数时间都工作在正常状态下,故障状态时间很短。由于成本,让其长时间工作在故障状态是不现实的。这将造成故障诊断数据集的不平衡,即正常的样本远远多于故障的样本,而这会极大地影响故障诊断结果的准确... 在实际工程应用中,滚动轴承在大多数时间都工作在正常状态下,故障状态时间很短。由于成本,让其长时间工作在故障状态是不现实的。这将造成故障诊断数据集的不平衡,即正常的样本远远多于故障的样本,而这会极大地影响故障诊断结果的准确性和稳定性。针对该问题,提出一种基于Wasserstein距离条件梯度惩罚生成对抗网络(CWGAN-GP)的轴承不平衡数据集故障诊断方法,该方法能够稳定地生成高质量的样本。在故障诊断过程中,首先对生成样本的质量进行评估,然后对不平衡数据集进行逐步扩充与平衡。实验表明,该方法能够生成与真实样本高度相似的生成样本,并随着不平衡数据集被逐渐平衡,故障诊断的准确率也得到有效的提高。此外,CWGAN-GP模型在样本生成方面比其他生成模型具有更好的表现。 展开更多
关键词 故障诊断 不平衡数据 梯度惩罚 生成对抗网络 滚动轴承
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双路Transformer在轴承故障诊断中的应用 被引量:1
13
作者 邰志艳 侯婷悦 +2 位作者 刘铭 于子奇 冯子懿 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第5期179-184,共6页
针对传统算法在轴承故障诊断任务中无法充分利用信号特征,提出双路Transformer方法对轴承故障进行诊断分类。Transformer的自注意力机制可以深度提取长序列频谱数据中全局时域关联信息,双路Transformer在2条路径上采用不同大小的卷积核... 针对传统算法在轴承故障诊断任务中无法充分利用信号特征,提出双路Transformer方法对轴承故障进行诊断分类。Transformer的自注意力机制可以深度提取长序列频谱数据中全局时域关联信息,双路Transformer在2条路径上采用不同大小的卷积核和不同特性的注意力机制,提取信号的高低频特征。双路Transformer可从信号序列的多重频谱中有效识别表征轴承故障的高低频特征,增加特征信息丰富度。此外,设计多尺度特征融合模块,对双路Transformer提取的包含全局关联信息的高低频特征进行融合,得到深度故障特征,实现对不同类型故障的高效诊断。以美国机械故障预防技术学会的轴承数据集进行验证,结果表明双路Transformer在一定收敛速度下准确率达97.44%,比传统诊断算法具有更高的准确率和鲁棒性。 展开更多
关键词 轴承故障诊断 双路Transformer 多尺度特征融合 MFPT数据 自注意力机制
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零小样本旋转机械故障诊断综述 被引量:3
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作者 刘俊孚 岑健 +3 位作者 黄汉坤 刘溪 赵必创 司伟伟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第15期42-54,共13页
随着数据时代的到来,基于数据驱动的故障诊断方法表现出了优秀的性能。深度学习应用于故障诊断以来,监督学习取得了巨大的发展,但当样本稀少或者缺失时,监督学习将缺乏训练的必要条件。提出了零小样本问题并分析了其在旋转机械故障诊断... 随着数据时代的到来,基于数据驱动的故障诊断方法表现出了优秀的性能。深度学习应用于故障诊断以来,监督学习取得了巨大的发展,但当样本稀少或者缺失时,监督学习将缺乏训练的必要条件。提出了零小样本问题并分析了其在旋转机械故障诊断领域的现状;回顾了零小样本旋转机械故障诊断的发展历程、主流模型和当前研究热点;从零样本问题和小样本问题两个方面总结了现有研究成果并分析现有方法在零小样本问题中的应用。最后,展望了旋转机械故障诊断的零小样本方法的发展趋势。 展开更多
关键词 样本 小样本 故障诊断 数据扩充
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基于数据增强和特征注意力机制的灰狼优化算法-优化残差神经网络变压器故障诊断方法 被引量:6
15
作者 宋辉 苑龙祥 郭双权 《现代电力》 北大核心 2024年第2期392-400,共9页
为提高变压器故障诊断的准确性,提出一种基于数据增强和特征注意力机制的灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)-残差神经网络(residual neural network,ResNet)故障诊断方法。针对变压器不平衡数据集对故障诊断模型产生的影响,利... 为提高变压器故障诊断的准确性,提出一种基于数据增强和特征注意力机制的灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)-残差神经网络(residual neural network,ResNet)故障诊断方法。针对变压器不平衡数据集对故障诊断模型产生的影响,利用带梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络(generative adversarial network with gradient penalty,WGANGP)对变压器数据进行数据增强。其次,在诊断模型的输入侧引入特征注意力机制,提升模型对平衡数据集中关键特征的敏感性。然后,为加速模型的收敛性,在训练的早期利用GWO-ResNet。最后基于某实测变压器数据集对所提出WGANGP-ATT-GWOResNet故障诊断模型的有效性进行验证。 展开更多
关键词 变压器故障诊断 不平衡数据 生成对抗网络 注意力机制 灰狼优化算法
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基于TLR-ADASYN平衡化数据集的MSSA-SVM变压器故障诊断 被引量:55
16
作者 余松 胡东 +2 位作者 唐超 张丞鸣 谭为民 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3845-3853,共9页
变压器的稳定运行在电力系统安全中扮演重要角色,而变压器故障数据样本的不足会对故障类型的准确识别产生严重影响。论文首先使用了托梅克链接移除和自适应样本合成的方法对原始数据进行去噪处理及少数类数据样本合成;然后修正了部分麻... 变压器的稳定运行在电力系统安全中扮演重要角色,而变压器故障数据样本的不足会对故障类型的准确识别产生严重影响。论文首先使用了托梅克链接移除和自适应样本合成的方法对原始数据进行去噪处理及少数类数据样本合成;然后修正了部分麻雀算法(sparrow search algorithm,SSA)公式,并将其与差分进化算法融合,提出了改良麻雀算法(modified sparrow search algorithm,MSSA);接着构建了一种基于平衡数据集的改良麻雀算法优化支持向量机(modified sparrow search algorithm-support vector machine,MSSA-SVM)的变压器故障诊断模型;最后对BP神经网络(BP neural network,BPNN)、粒子群优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM)、麻雀算法优化支持向量机(sparrow search algorithm-support vector machine,SSA-SVM)和MSSA-SVM进行对比仿真实验。结果显示,各类模型在使用平衡数据集后的平均准确率分别提升了3.12%、6.03%、7.58%、10.23%,验证了所提不平衡数据处理方法的有效性;另外,PSO-SVM、SSA-SVM、MSSA-SVM分别迭代了30次、26次和20次后收敛,其在测试集中Kappa系数分别为0.758、0.785和0.870,这表明了MSSA在该模型优化上具有更强的全局搜索能力。仿真结果说明在变压器数据不平衡的实际背景下,所提变压故障诊断方法具有较高的优越性。 展开更多
关键词 电力变压器 故障诊断 不平衡类样本数据处理 MSSA-SVM Kappa系数
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基于生成对抗网络的热泵系统故障诊断数据集扩充方法研究 被引量:3
17
作者 孙哲 金华强 +4 位作者 顾江萍 黄跃进 王新雷 郑爱武 沈希 《高技术通讯》 CAS 2021年第12期1280-1292,共13页
随着深度学习的发展,越来越多的热泵系统故障诊断方法引入深度学习技术并取得了较好的效果。基于深度学习的故障诊断技术需要依赖大量带有标记的故障数据,而现实中这类数据获取较为困难,这限制了智能诊断技术的应用。针对这一问题,本文... 随着深度学习的发展,越来越多的热泵系统故障诊断方法引入深度学习技术并取得了较好的效果。基于深度学习的故障诊断技术需要依赖大量带有标记的故障数据,而现实中这类数据获取较为困难,这限制了智能诊断技术的应用。针对这一问题,本文提出利用生成对抗网络(GAN)学习故障数据的分布,并生成更多的标记数据,实现故障数据集的扩充。针对热泵系统运行数据结构复杂且不同故障间差异小给模型学习带来较大困难这一问题,本文提出利用热泵系统基准模型将运行数据转化为残差数据并作为训练数据,降低数据复杂度,增加差异性。利用MMD指标和1-NN指标对生成的数据进行分析,发现生成数据分布和真实数据接近,且利用残差数据训练的GAN模型质量更高。利用故障诊断方法对引入不同比例生成数据的模型训练结果进行分析,发现生成数据的引入可以提高数据量不足条件下的故障诊断精度。实验结果表明,基于GAN的数据扩充方法可有效降低智能诊断对标记数据的依赖,是一种应用前景广阔的技术。 展开更多
关键词 生成对抗网络(GAN) 深度学习 数据扩充 热泵系统 故障诊断
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基于IWAE的不平衡数据集下轴承故障诊断研究 被引量:4
18
作者 李梦男 李琨 吴聪 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期569-575,共7页
针对目前现有轴承故障诊断方法对不平衡数据集中的少数类诊断准确率低的问题,提出了不平衡数据集下基于重要性加权自编码器(Importance Weighted Auto-encoder,IWAE)的轴承故障诊断方法。首先通过少数类的样本数据来训练IWAE网络,将生... 针对目前现有轴承故障诊断方法对不平衡数据集中的少数类诊断准确率低的问题,提出了不平衡数据集下基于重要性加权自编码器(Importance Weighted Auto-encoder,IWAE)的轴承故障诊断方法。首先通过少数类的样本数据来训练IWAE网络,将生成的样本数据加入到原始数据集中,得到平衡后的数据集;然后引入深度学习方法作为诊断网络,将平衡后的数据集直接输入诊断网络中,自适应的学习故障特征,实现故障分类。为了增强诊断网络的准确率,使用一维多尺度卷积神经网络进行故障诊断。大量的定性定量实验表明,所提出的方法在不平衡比为1/7时,少数类诊断的准确率已经能够达到98.90%,均优于其他现有模型,并且拥有较好的收敛性和泛化性。 展开更多
关键词 不平衡数据 重要性加权自编码 一维多尺度卷积神经网络 轴承故障诊断
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结合WGAN GP与CNN SVM的滚动轴承故障红外诊断 被引量:5
19
作者 周建民 沈熙闻 刘露露 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期416-422,共7页
针对实际工程应用中由于滚动轴承故障状态出现的时间很短而导致数据集不平衡难以采用深度学习算法进行故障诊断的问题,提出了一种基于Wasserstein距离的梯度惩罚生成对抗网络(WGAN GP)和基于支持向量机分类的卷积神经网络(CNN SVM)相结... 针对实际工程应用中由于滚动轴承故障状态出现的时间很短而导致数据集不平衡难以采用深度学习算法进行故障诊断的问题,提出了一种基于Wasserstein距离的梯度惩罚生成对抗网络(WGAN GP)和基于支持向量机分类的卷积神经网络(CNN SVM)相结合的滚动轴承故障红外诊断方法。从红外热像图中构建不平衡数据集,通过采用WGAN GP对不平衡数据扩充以达到数据集均衡,之后将CNN SVM模型应用于数据集,提取样本深度特征完成故障分类。实验表明,WGAN GP与CNN SVM相结合的模型在不平衡数据集下表现良好,相较于其他模型有更好的故障诊断能力,并且在故障分类阶段的用时可减少16.89%以上。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 不平衡数据 生成对抗网络
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大数据处理技术在风电机组齿轮箱故障诊断与预警中的应用 被引量:65
20
作者 张少敏 毛冬 王保义 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期129-134,共6页
风电机组状态监测数据具有量大、多源、异构、复杂、增长迅速的电力大数据特点。现有的故障诊断与预警方法在处理大数据时难以在保证精度情况下进行快速处理,故提出了结合Storm实时流数据处理和Spark内存批处理技术的风电机组在线故障... 风电机组状态监测数据具有量大、多源、异构、复杂、增长迅速的电力大数据特点。现有的故障诊断与预警方法在处理大数据时难以在保证精度情况下进行快速处理,故提出了结合Storm实时流数据处理和Spark内存批处理技术的风电机组在线故障诊断与预警模型。以齿轮箱故障诊断与预警为例阐释该模型,引入了Storm处理状态监测数据流,设计了流数据处理的Topology结构;引入Spark,利用弹性分布式数据集(RDD)编程模型实现了朴素贝叶斯(NB)算法和反向传播(BP)算法对设备状态信息进行故障诊断与预测。实验结果显示,该故障诊断与预测方法在保证精度的前提下具有较好的加速比,也证明了该故障诊断与预警模型的有效性和可行性。 展开更多
关键词 风电机组 故障诊断 故障预警 弹性分布式数据 内存批处理 数据处理
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