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基于深度收缩残差网络的轴承变工况故障诊断 被引量:8
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作者 池福临 杨新宇 +2 位作者 邵思羽 张强 赵玉伟 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1146-1156,共11页
目前,深度学习相关技术在旋转机械故障诊断领域得到了广泛应用。为提升深度学习算法在面对大量未标注数据和变工况运行方式下的诊断效果,构造了融合深度学习的特征学习能力与迁移学习的泛化能力的网络模型。通过添加软阈值构建深度收缩... 目前,深度学习相关技术在旋转机械故障诊断领域得到了广泛应用。为提升深度学习算法在面对大量未标注数据和变工况运行方式下的诊断效果,构造了融合深度学习的特征学习能力与迁移学习的泛化能力的网络模型。通过添加软阈值构建深度收缩残差网络提取噪声冗余下的轴承振动数据的特征信息;采用联合最大平均偏差准则和条件对抗学习域适配网络对齐源域和目标域,同时添加正则项提高类间对齐性能;通过变负荷、变速度与变噪声三种实验设置验证了模型的有效性。实验结果证明,该方法能够有效克服传统深度学习和浅层迁移学习算法的不足。 展开更多
关键词 故障诊断 变工况 深度收缩残差网络 无监督深度迁移学习
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基于深度残差收缩网络的地铁车轮扁疤故障诊断
2
作者 梁红琴 姜进南 +4 位作者 龙辉 陶功权 卢纯 温泽峰 张楷 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1234-1248,共15页
针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用... 针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用数据增强技术提升数据集的多样性,同时满足深度学习对数据规模的要求。其次,设计1种结构合理的深度残差收缩网络,能够自适应地提取轴箱振动加速度信号的特征,从而实现车轮扁疤故障程度的智能分类。研究结果表明:在无噪声条件下,所提方法对正常车轮及轻度、中度和重度扁疤车轮的平均诊断精度达到99.88%(标准差为0.05);同时,在不同噪声等级下,该方法的平均诊断精度仍稳定保持在95%以上。与遗传算法结合支持向量机(GA-SVM)、卷积神经网络(CNN)、宽深度卷积神经网络(WDCNN)以及深度残差网络(ResNet)相比,所提方法具有更优异的辨识能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学模型 车轮扁疤 深度残差收缩网络 轴箱振动加速度 数据增强
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基于深度残差收缩网络的超声混凝土应力识别
3
作者 郑罡 张智宇 +1 位作者 于吉港 宋林正 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6869-6878,共10页
为研究混凝土梁应力的无损检测方法,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的混凝土超声尾波应力识别算法(coda wave-DRSN,C-DRSN)。根据超声信号向量的高维特性,通过引入残差收缩块,使用软阈值函数和注... 为研究混凝土梁应力的无损检测方法,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的混凝土超声尾波应力识别算法(coda wave-DRSN,C-DRSN)。根据超声信号向量的高维特性,通过引入残差收缩块,使用软阈值函数和注意力机制,降低信号噪声对测量应力精度的干扰,实现自适应识别并提取信号中应力特征,提高了识别准确率;对提取的信号特征进行可视化分析,从而建立特征与应力的映射关系。为验证所提方法的应力识别能力,分别采集混凝土工字梁在三点弯曲和偏心受压荷载作用下的超声尾波信号。结果表明:两种加载模式下,识别率均可达99%,表明该方法在超声混凝土梁应力识别方面具有可行性,与尾波干涉法相比,所提方法的准确率更高。 展开更多
关键词 无损检测 超声尾波 应力识别 混凝土 深度残差收缩网络(DRSN)
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改进深度残差收缩网络的端到端合成语音检测
4
作者 曾高俊 芦天亮 +2 位作者 任英杰 李御瑾 彭舒凡 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第4期1076-1086,共11页
合成语音的滥用导致了诸多现实问题,研究相应的鉴伪技术对于保护公民人身财产安全、保障社会与国家安全具有重大意义。传统的合成语音检测多采用手工设计特征与后端分类器相结合的方式,前端手工特征设计涉及复杂的先验知识,使用单一手... 合成语音的滥用导致了诸多现实问题,研究相应的鉴伪技术对于保护公民人身财产安全、保障社会与国家安全具有重大意义。传统的合成语音检测多采用手工设计特征与后端分类器相结合的方式,前端手工特征设计涉及复杂的先验知识,使用单一手工特征模型检测效果不理想,而进行多特征融合则导致模型参数量较大。同时,目前多数检测方法还存在跨数据集泛化性差的问题。为解决上述问题,提出了一种基于改进深度残差收缩网络的端到端合成语音检测方法。融合通道注意力机制重新设计自适应阈值学习模块,提高了阈值学习的精度;设计并引入帧注意力机制模块,为不同的帧赋予不同的关注程度,提高了模型的特征选择能力;设计并引入了具有两种超参数的改进小波阈值函数,增强阈值化模块抑制无关特征的能力;设计了一种基于改进深度残差收缩网络端到端合成语音检测网络,输入原始语音即可判别其是否为合成语音。基于ASVspoof2019 LA数据集的对比实验结果显示,所提方法将基线模型的等错误率与最小串联检测成本函数分别降低了85%与84%。基于ASVspoof2015 LA数据集的跨库测试结果验证了所提方法的泛化性能。 展开更多
关键词 合成语音检测 深度残差收缩网络 帧注意力 小波阈值函数
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基于精细复合多元多尺度散布熵和深度残差收缩网络的轴向柱塞泵故障诊断
5
作者 储焰 常远 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期142-147,共6页
为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面... 为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面表征轴向柱塞泵故障信息,构建故障特征集;利用DRSN对轴向柱塞泵的故障进行分类;最后,通过轴向柱塞泵故障模拟实验,获取典型故障信号特征,并与其他智能诊断算法进行对比,验证模型的泛化能力,实现柱塞泵故障特征的精准识别。结果表明:随着尺度因子的增大,RCMMDE可实现轴向柱塞泵微弱故障特征的有效分离;DRSN模型提高了对高噪声振动信号的特征学习能力,故障诊断精度达到96.21%,明显优于其他分类算法。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 故障诊断 精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE) 深度残差收缩网络(DRSN)
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基于多尺度改进深度残差收缩网络的滚动轴承寿命状态识别
6
作者 陈仁祥 张雁峰 +3 位作者 杨黎霞 梁栋 李嘉琳 闫凯波 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期217-224,共8页
针对背景噪声和不同工况下单一尺度模型特征提取能力有限,引起滚动轴承寿命状态识别率下降的问题,提出基于多尺度改进深度残差收缩网络(multi scale-improved deep residual shrinkage network,MS-IDRSN)的滚动轴承寿命状态识别方法。首... 针对背景噪声和不同工况下单一尺度模型特征提取能力有限,引起滚动轴承寿命状态识别率下降的问题,提出基于多尺度改进深度残差收缩网络(multi scale-improved deep residual shrinkage network,MS-IDRSN)的滚动轴承寿命状态识别方法。首先,在深度残差收缩单元中引入改进的阈值函数提升网络的抗噪性能,并减小降噪过程中的寿命状态信息丢失;然后,采用不同卷积核尺寸的深度残差收缩单元构建特征提取器,避免单一尺度感受野引起在不同工况下的特征提取能力下降。最后,利用最大均值差异损失适配源域与目标域特征的特征分布,通过Softmax分类器实现在不同工况的轴承寿命状态识别。在PRONOSTIA数据集和自测轴承数据集上验证了所提方法的可行性和有效性,结果表明所提方法具有较好的抗噪性能和泛化性能,在考虑背景噪声和不同工况条件下相比对比方法的寿命状态识别率提升7.6%~46.5%。 展开更多
关键词 滚动轴承 寿命状态识别 阈值函数 多尺度特征 深度残差收缩网络
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基于改进深度残差收缩网络的光伏发电阵列故障诊断方法 被引量:1
7
作者 彭辉 黄婧柠 +2 位作者 郑宇锋 田程程 严路 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期1-8,共8页
光伏发电存在诸如出力随机性强,受气象和环境因素影响大,易受接线方式和光伏电池组件内部健康状态等影响的问题。针对上述问题,将光伏阵列输出电压及各支路输出电流波形图像作为故障诊断模型的输入,并对深度学习典型算法中的卷积神经网... 光伏发电存在诸如出力随机性强,受气象和环境因素影响大,易受接线方式和光伏电池组件内部健康状态等影响的问题。针对上述问题,将光伏阵列输出电压及各支路输出电流波形图像作为故障诊断模型的输入,并对深度学习典型算法中的卷积神经网络和深度残差网络进行改进,以适用于二维图像类型辨识且特征提取性能更佳的深度残差收缩网络作为光伏阵列故障诊断算法,在Matlab/Simulink中建立并网光伏发电系统仿真模型,并搭建了与之相对应的试验平台,分别测量正常运行及各类故障下的光伏阵列输出电压以及各支路输出电流,并绘制相应波形特征图作为深度残差收缩网络算法的输入样本,实现并网光伏阵列的故障分类辨识。数值仿真与试验验证了深度残差收缩网络模型的正确性与优越性,对比分析结果表明:该算法在并网光伏阵列故障诊断仿真中的准确率显著高于卷积神经网络和残差网络算法,具有更佳的训练效果和分类性能。 展开更多
关键词 深度残差收缩网络 故障诊断 并网光伏发电系统 波形特征图
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基于深度残差收缩网络的雷达空中目标识别 被引量:2
8
作者 尹建国 盛文 蒋伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3012-3018,共7页
雷达空中目标高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)中往往包含一定的杂波噪声,利用HRRP开展空中目标识别需要重点考虑噪声的影响。针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的雷... 雷达空中目标高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)中往往包含一定的杂波噪声,利用HRRP开展空中目标识别需要重点考虑噪声的影响。针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的雷达空中目标HRRP识别方法。该网络将深度残差网络、软阈值函数和注意力机制结合起来,采用跨层恒等连接方式,不仅可以避免网络层数过深造成梯度消失或梯度爆炸,从而导致网络学习能力下降的问题,还可以有效过滤掉识别过程中噪声特征的影响,使模型专注于目标区域的深度特征识别,提升强噪声背景下模型的识别能力。实验结果表明,相对于其他常用的深度学习模型,所提方法在各个信噪比条件下,识别效果均有一定的优势,该模型对噪声具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 空中目标识别 高分辨距离像 深度残差收缩网络 噪声鲁棒性
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小波变换和深度残差收缩网络在齿轮箱故障诊断中的应用 被引量:3
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作者 翁敏超 王海瑞 朱贵富 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期790-797,共8页
齿轮的精确故障诊断是确保旋转机械设备稳定可靠运行的有效手段,针对强噪声环境下齿轮箱中齿轮故障分类问题,提出了一种基于连续小波变换和深度残差收缩网络的故障诊断模型。首先,采用小波变换对一维时间序列的振动数据进行时频分析,将... 齿轮的精确故障诊断是确保旋转机械设备稳定可靠运行的有效手段,针对强噪声环境下齿轮箱中齿轮故障分类问题,提出了一种基于连续小波变换和深度残差收缩网络的故障诊断模型。首先,采用小波变换对一维时间序列的振动数据进行时频分析,将其转化为二维时频图作为深度残差收缩网络(DRSN)的输入;其次,在多层卷积神经网络的基础上加入残差结构中的跨层恒等连接解决了梯度消失和爆炸的问题,同时利用自适应阈值子网络实现软阈值化降噪;最后,将故障样本的时频图作为诊断模型的输入进行故障分类。实验结果证明了与其他模型相比,本文采用的故障诊断方法更容易识别故障特征,分类准确率达到了99.15%。 展开更多
关键词 齿轮箱 时频分析 深度残差收缩网络(DRSN) 故障诊断
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基于时序深度残差收缩网络的混叠信号调制识别方法 被引量:1
10
作者 刘京华 魏祥麟 +3 位作者 范建华 胡永扬 王晓波 于兵 《电信科学》 北大核心 2024年第10期27-38,共12页
基于深度学习进行信号自动调制识别在分类精度、可迁移性等方面普遍优于传统方法,引起广泛关注。但是,当前方法多数针对单信号样本进行识别,无法适用于混叠信号识别场景。针对该问题,对混叠信号调制识别方法进行了研究,结合长短期记忆(l... 基于深度学习进行信号自动调制识别在分类精度、可迁移性等方面普遍优于传统方法,引起广泛关注。但是,当前方法多数针对单信号样本进行识别,无法适用于混叠信号识别场景。针对该问题,对混叠信号调制识别方法进行了研究,结合长短期记忆(long short term memory,LSTM)网络和深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN),设计了时序深度残差收缩网络模型,其中包含残差模块、收缩模块和LSTM模块。残差模块和收缩模块负责提取混叠信号中的显著信息并自适应生成决策阈值,LSTM模块用于提取混叠信号中的时序隐含特征。三者结合可以有效提高混叠信号的识别精度。公开和实测数据集测试结果表明,所提方法识别精度优于5种典型方法,在高信噪比下的平均识别分类准确率可以达到92.7%;21种混叠信号中有12种识别准确率接近100%。 展开更多
关键词 调制识别 混叠信号 深度残差收缩网络 深度学习
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深度残差收缩网络在滚动轴承故障诊断中的应用
11
作者 张执锦 李鹤 +1 位作者 黄宇实 王文学 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1587-1594,共8页
针对滚动轴承故障在强噪声环境下难以进行精准诊断的问题,提出一种基于池化融合的深度残差收缩网络用于滚动轴承故障诊断.首先,通过引入残差连接避免由于网络过深而带来的梯度消失或爆炸的风险;然后,采用多尺度池化特征融合提取振动信... 针对滚动轴承故障在强噪声环境下难以进行精准诊断的问题,提出一种基于池化融合的深度残差收缩网络用于滚动轴承故障诊断.首先,通过引入残差连接避免由于网络过深而带来的梯度消失或爆炸的风险;然后,采用多尺度池化特征融合提取振动信号更丰富的局部特征并通过注意力机制自动推导软阈值函数的最优阈值进行自适应去噪;最后,通过带标签的滚动轴承故障数据对所提网络进行训练,以实现滚动轴承在强噪声环境下的精准故障诊断.实验结果表明,在不同信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)的噪声条件下,基于池化融合的深度残差收缩网络与传统的模型相比能实现更高的故障诊断精度. 展开更多
关键词 深度残差收缩网络 池化融合 注意力机制 滚动轴承 故障诊断
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基于改进深度残差收缩网络的电缆早期故障识别 被引量:1
12
作者 唐丹 吴浩 +1 位作者 蔡源 郑超文 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12159-12168,共10页
电缆早期故障的多次发生易造成电缆出现永久性故障,给电网的稳定运行带来严重的影响。为了在永久性故障发生前准确识别出电缆早期故障,提出一种基于改进深度残差收缩网络的电缆早期故障识别方法。首先通过改进的完全自适应噪声经验模态... 电缆早期故障的多次发生易造成电缆出现永久性故障,给电网的稳定运行带来严重的影响。为了在永久性故障发生前准确识别出电缆早期故障,提出一种基于改进深度残差收缩网络的电缆早期故障识别方法。首先通过改进的完全自适应噪声经验模态分解方法(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)进行故障信号处理,并利用相关系数筛选本征模态函数(intrinsic mode functions,IMF);然后对IMF分量求其复合多尺度排列熵作为进一步的特征提取,以构建特征数据集;最后利用改进的收缩模块,多尺度卷积层、Self-Attention和SimAM注意力机制对深度残差收缩网络进行改进。使用改进的深度残差收缩网络进行电缆早期故障识别实验。实验结果表明:该算法能准确识别出电缆早期故障,且具有一定的抗干扰能力。 展开更多
关键词 电缆早期故障 改进的完全自适应噪声经验模态分解方法(ICEEMDAN) 复合多尺度排列熵 改进深度残差收缩网络 故障识别
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基于深度残差收缩网络的刀具故障自感知系统研究
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作者 李嘉豪 张兵 朱建阳 《农业装备与车辆工程》 2024年第10期104-110,共7页
传统机器学习在特征提取方面需要手动进行特征提取工程,存在局限性和维度灾难问题,同时处理非线性关系能力不足且精度有限。针对这些问题,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出一种融合了注意力机制(MCA-a)及空间细化特征(SRU)和通道细化特... 传统机器学习在特征提取方面需要手动进行特征提取工程,存在局限性和维度灾难问题,同时处理非线性关系能力不足且精度有限。针对这些问题,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出一种融合了注意力机制(MCA-a)及空间细化特征(SRU)和通道细化特征(CRU)的改进深度残差收缩网络(DRSN-IAM),有效解决传统神经网络由于网络过深而导致的梯度爆炸、梯度消失和特征提取能力不足等问题。使用公开数据集(即美国纽约预测与健康管理学会(PHM)2010年高速数控机床刀具健康预测竞赛的开放数据)进行验证,结果表明所提出的算法模型分类精度达到99.2%,比现有的DRSN错误率降低了40.1%。 展开更多
关键词 刀具故障诊断 人工智能 深度残差收缩网络 注意力机制
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基于深度学习的水利工控网络流量异常检测方法 被引量:1
14
作者 马剑波 左翔 +2 位作者 丛小飞 叶瑞禄 刘威风 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期167-178,共12页
【目的】针对水利工控网络流量数据集不平衡、特征维数多和检测效率低等问题,提出一种结合改进条件生成对抗网络(ICGAN)、深度残差收缩网络(DRSN)、长短期记忆网络(LSTM)的流量异常检测方法。【方法】利用ICGAN构建了网络流量平衡数据集... 【目的】针对水利工控网络流量数据集不平衡、特征维数多和检测效率低等问题,提出一种结合改进条件生成对抗网络(ICGAN)、深度残差收缩网络(DRSN)、长短期记忆网络(LSTM)的流量异常检测方法。【方法】利用ICGAN构建了网络流量平衡数据集,利用DRSN-LSTM混合深度学习模型对网络异常流量数据进行检测,其中DRSN负责提取数据的空间特征,其残差连接可以解决网络退化与过拟合问题,压缩和激励网络可自动为每个特征图分配权重系数以提高检测效果,LSTM负责提取数据的时间特征。【结果】以秦淮河武定门闸站为应用场景对该方法进行测试,结果表明采用ICGAN优化后的数据集训练的各类检测模型,其流量分类精度高于原始数据集。DRSN-LSTM的网络流量异常检测的总体准确率达到了98.76%,其中正常数据分类的P、R和F1值,分别达到了99.22%、99.69%和99.46%,在评价指标上优于比较模型。【结论】融合ICGAN、DRSN和LSTM算法优势的水利工控网络流量异常检测方法,能够有效改善原始数据集中的类别不平衡性问题,提高对异常工控网络流量的检测能力,保障水利工程安全稳定运行。 展开更多
关键词 水利工控 网络流量异常检测 深度学习 条件生成对抗网络 深度残差收缩网络 长短期记忆网络 评价指标
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基于改进深度残差收缩网络的电力系统暂态稳定评估 被引量:39
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作者 卢锦玲 郭鲁豫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期2233-2244,共12页
针对电力系统暂态稳定评估中,电力系统同步相量测量装置(PMU)量测数据在采集和传输过程可能存在噪声问题,以及由于暂态稳定与失稳样本不平衡,导致基于数据驱动的暂态稳定评估模型训练的倾向性和误判后果严重问题,提出基于改进深度残差... 针对电力系统暂态稳定评估中,电力系统同步相量测量装置(PMU)量测数据在采集和传输过程可能存在噪声问题,以及由于暂态稳定与失稳样本不平衡,导致基于数据驱动的暂态稳定评估模型训练的倾向性和误判后果严重问题,提出基于改进深度残差收缩网络(IDRSN)的电力系统暂态稳定评估方法。首先将底层量测电气量构建成特征图形式作为模型输入,利用模型深层结构建立输入与稳定结果之间的映射关系。面对噪声问题,模型通过注意力机制,采用软阈值函数自动学习噪声阈值,减小噪声及无关特征干扰;并通过焦点损失函数(FL),引入权重系数修正模型训练的倾向性,利用调制因子重点关注误分类样本,提高模型训练效率和评估性能。通过新英格兰10机39节点系统进行仿真分析,所提模型能够有效减小不同程度的噪声干扰,在不平衡数据集上修正模型训练偏向性,以减少误分类样本,在不同PMU配置方案下,均取得较好评估效果。 展开更多
关键词 电力系统 暂态稳定评估 深度学习 深度残差收缩网络 焦点损失函数
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基于改进深度残差收缩网络的旋转机械故障诊断 被引量:3
16
作者 杨正理 吴馥云 陈海霞 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第3期344-352,共9页
旋转机械振动信号在多层深度学习过程中会出现退化和过拟合现象,同时含噪数据样本也会使模型故障诊断正确率偏低,数据样本不平衡会引起模型训练具有倾向性,针对以上一系列问题,提出了一种基于改进型深度残差收缩网络(DRSN)的旋转机械故... 旋转机械振动信号在多层深度学习过程中会出现退化和过拟合现象,同时含噪数据样本也会使模型故障诊断正确率偏低,数据样本不平衡会引起模型训练具有倾向性,针对以上一系列问题,提出了一种基于改进型深度残差收缩网络(DRSN)的旋转机械故障诊断方法。首先,对多故障、长时间序列数据样本进行了矩阵化处理,得到了模型容易接受的多维度灰度图故障样本;针对旋转机械从正常状态到故障状态的机械老化过程,采用了多点随机采样方法,构建了全寿命周期数据样本,用于后续的故障诊断;然后,在卷积神经网络(CNN)的基础上,通过引入残差项、注意力机制和焦点损失函数,构建起了多层深度残差收缩网络,对旋转机械进行了故障诊断(其中,残差项降低了训练过程中样本数据的特征损失,避免了模型的退化和过拟合;注意力机制和软阈值化自动设置噪声阈值,降低了噪声对故障诊断精度的影响;焦点损失函数修正了模型训练的倾向性,提高了模型训练效率和灵敏性);最后,利用滚动轴承数据库样本对模型的性能进行了实例验证。研究结果表明:DRSN模型在训练过程中没有出现明显的退化现象,能够始终保持较高的训练效率和故障诊断精度,有效避免了噪声干扰,在不平衡数据集上修正了模型训练的倾向性。与其他模型相比较,DRSN多层模型的平均故障诊断精度提高约1%~6%。 展开更多
关键词 滚动轴承 卷积神经网络 深度残差收缩网络 软阈值化 数据样本不平衡 噪声干扰
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基于多尺度自适应残差网络的轴承故障诊断
17
作者 朱海龙 董绍江 +1 位作者 赵兴新 黄翔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期189-193,200,共6页
针对轴承故障诊断过程中传统模型在高噪声背景下依赖单一高维特征预测的局限性及其特征学习能力的不足,提出了一种基于多尺度自适应混合残差神经网络结构(MSCNN-FFDRSN)深度学习模型,该方法首先通过应用多尺度混合空洞卷积模块,增加模... 针对轴承故障诊断过程中传统模型在高噪声背景下依赖单一高维特征预测的局限性及其特征学习能力的不足,提出了一种基于多尺度自适应混合残差神经网络结构(MSCNN-FFDRSN)深度学习模型,该方法首先通过应用多尺度混合空洞卷积模块,增加模型的感受野和特征融合能力,减少参数量,实现高噪声背景下提升模型的性能和泛化能力。其次,对于深度残差收缩网络模块,通过引入可变核卷积,根据输入数据的变化自主进行动态改变卷积核大小,引入concat连接,使深层特征和浅层特征进一步融合,利用注意力模块和软阈值对逐通道特征赋不同阈值并降噪。实验表明,所提方法在XJTU-SY公开轴承数据集上平均准确率表现为98.70%,并在某公司自制的轴承故障数据集(CME)上也表现出了极高的准确率和较快的收敛速度。 展开更多
关键词 多尺度空洞卷积 深度残差收缩网络 可变核卷积 注意力机制
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深度残差收缩网络的多特征锅炉炉管声波信号故障识别 被引量:2
18
作者 杨正理 吴馥云 陈海霞 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1108-1116,共9页
为了提高锅炉炉管声波信号故障识别的学习效果和识别精度,采用特征向量并行和拼接两种融合方式构成特征层,以及平均得分和最大值得分两种融合方式构建决策层等不同信息融合机制,提出基于深度残差收缩网络的多特征锅炉炉管声波信号故障... 为了提高锅炉炉管声波信号故障识别的学习效果和识别精度,采用特征向量并行和拼接两种融合方式构成特征层,以及平均得分和最大值得分两种融合方式构建决策层等不同信息融合机制,提出基于深度残差收缩网络的多特征锅炉炉管声波信号故障识别方法。首先,考虑锅炉炉管上各声波传感器的差异性,分别计算声波信号谱特征一阶和二阶差分构建三通道特征集作为二维网络的输入特征向量;然后,在卷积神经网络和双向长短时记忆网络基础上引入注意力机制构建基线模型,并采用深度残差收缩网络对二维网络的通道权重进行优化分配,提高模型的故障识别精度。大量实验结果表明:采用特征向量并行融合方式构成特征层的信息融合机制是一种更有效的策略;本文模型的识别精度得到较大程度提高,与基线模型相比较,未加权平均召回率提高了4.32%。 展开更多
关键词 深度学习 故障识别 深度残差收缩网络 双向长短时记忆网络 注意力机制 卷积神经网络 锅炉炉管 声波信号
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基于深度宽卷积残差收缩网络的球磨机负荷状态诊断
19
作者 高云鹏 孟雪晴 +3 位作者 张其旺 王庆凯 杨佳伟 董一隆 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期102-111,共10页
针对磨矿复杂工况下球磨机负荷状态准确诊断的难题,提出一种基于深度宽卷积残差收缩网络(Deep Wide Residual Shrinkage Networks, DWRSNs)的球磨机负荷状态诊断方法.首先采用宽卷积神经网络提取振动信号短时特征,建立三层深度残差收缩... 针对磨矿复杂工况下球磨机负荷状态准确诊断的难题,提出一种基于深度宽卷积残差收缩网络(Deep Wide Residual Shrinkage Networks, DWRSNs)的球磨机负荷状态诊断方法.首先采用宽卷积神经网络提取振动信号短时特征,建立三层深度残差收缩网络,利用软阈值函数进行非线性变换,再基于注意力机制模块自主学习阈值提取面向负荷状态的高级特征,通过全连接层、softmax层实现球磨机负荷状态的准确分类与判别.实测结果证明,本文提出的DWRSNs方法的拟合度、收敛速度及学习能力均优于现有DCNNs、ResNets和DRSNs诊断方法,且提取的振动信号特征具有高代表性,经TSNE可视化后簇内紧密度高、簇间分界明显.本文方法诊断测试集的准确率超过99%,交叉熵损失为0.077 2,相较于现有负荷状态诊断方法具有更高的准确率且诊断耗时更短,可实现球磨机负荷状态的准确判别,为选冶磨矿过程优化控制、提高磨矿效率提供有效、可靠的判据. 展开更多
关键词 球磨机 负荷状态 深度残差收缩网络 注意力机制
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改进的深度残差收缩网络轴承故障诊断方法 被引量:9
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作者 唐世钰 童靳于 +2 位作者 郑近德 潘海洋 伍毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期217-224,285,共9页
针对深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)在降噪过程中引起的信号失真问题,提出了一种改进的深度残差收缩网络(improved deep residual shrinkage network,IDRSN)并将其应用于滚动轴承的故障诊断中。首先,引入一种... 针对深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)在降噪过程中引起的信号失真问题,提出了一种改进的深度残差收缩网络(improved deep residual shrinkage network,IDRSN)并将其应用于滚动轴承的故障诊断中。首先,引入一种改进的半软阈值函数(improved semi-soft threshold function,ISSTF)用于解决恒等偏差的问题并消除软阈值函数引起的信号失真。然后,设计了半软阈值模块(semi-soft threshold block,SSTB)和自适应斜率模块(adaptive slope block,ASB)构建改进的残差收缩单元(improved residual shrinkage building unit,IRSBU),用于自适应设置最优阈值并进一步修正输出。最后,将所提方法应用于两种不同工况的滚动轴承故障诊断中。研究结果表明,与现有方法相比,所提方法的分类准确率和鲁棒性更高,对于变转速工况下的故障诊断更为有效。 展开更多
关键词 故障诊断 滚动轴承 深度残差收缩网络 半软阈值函数 自适应斜率模块
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