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基于NRBO-Transformer-BiLSTM的柔性薄壁轴承细粒度故障诊断
1
作者
郭明军
陈昕昀
+2 位作者
石淇
李鑫
赵学智
《现代制造工程》
2025年第11期136-145,34,共11页
针对现有柔性薄壁轴承的细粒度故障识别及其现有诊断方法特征提取不足等问题,提出一种基于牛顿-拉夫逊优化(Newton-Raphson-Based Optimizer,NRBO)算法优化的Transformer编码层与双向长短期记忆(Bi-directional Long Short-Term Memory,...
针对现有柔性薄壁轴承的细粒度故障识别及其现有诊断方法特征提取不足等问题,提出一种基于牛顿-拉夫逊优化(Newton-Raphson-Based Optimizer,NRBO)算法优化的Transformer编码层与双向长短期记忆(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)神经网络解码层相结合的故障诊断方法。该方法首先使用时变滤波经验模态分解(Time-Varying Filter Empirical Mode Decomposition,TVFEMD)柔性薄壁轴承振动加速度信号,同时采用NRBO算法对其时变滤波带宽和B样条阶数等参数进行优化,依据互相关系数准则筛选主要本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算其时频域特征,结合振动加速度信号的时域、频域特征构建多域特征数据集,并按比例划分为训练集和测试集;其次将训练集输入模型,通过NRBO算法对模型初始学习率、BiLSTM神经网络的隐藏层节点数以及Transformer模型的正则化系数进行优化;通过测试集对优化模型进行测试,并与其他细粒度故障诊断模型对比。结果表明,所提方法准确率达99.60%,高于其他模型。该方法可为柔性薄壁轴承细粒度的智能诊断提供一种新的研究思路,对其他相关领域的智能化健康管理亦可提供有益借鉴。
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关键词
柔性薄壁轴承
故障诊断
牛顿-拉夫逊优化算法
双向长短期记忆网络
Transformer模型
时变滤波经验模态分解
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职称材料
题名
基于NRBO-Transformer-BiLSTM的柔性薄壁轴承细粒度故障诊断
1
作者
郭明军
陈昕昀
石淇
李鑫
赵学智
机构
广西科技大学机械与汽车工程学院
出处
《现代制造工程》
2025年第11期136-145,34,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52375538)
广西自然科学基金资助项目(2025GXNSFHA069192)
+2 种基金
广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2025KY0346)
广西研究生教育创新计划项目(YCSW2025574)
广西科技大学博士基金项目(校科博21z59)。
文摘
针对现有柔性薄壁轴承的细粒度故障识别及其现有诊断方法特征提取不足等问题,提出一种基于牛顿-拉夫逊优化(Newton-Raphson-Based Optimizer,NRBO)算法优化的Transformer编码层与双向长短期记忆(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)神经网络解码层相结合的故障诊断方法。该方法首先使用时变滤波经验模态分解(Time-Varying Filter Empirical Mode Decomposition,TVFEMD)柔性薄壁轴承振动加速度信号,同时采用NRBO算法对其时变滤波带宽和B样条阶数等参数进行优化,依据互相关系数准则筛选主要本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算其时频域特征,结合振动加速度信号的时域、频域特征构建多域特征数据集,并按比例划分为训练集和测试集;其次将训练集输入模型,通过NRBO算法对模型初始学习率、BiLSTM神经网络的隐藏层节点数以及Transformer模型的正则化系数进行优化;通过测试集对优化模型进行测试,并与其他细粒度故障诊断模型对比。结果表明,所提方法准确率达99.60%,高于其他模型。该方法可为柔性薄壁轴承细粒度的智能诊断提供一种新的研究思路,对其他相关领域的智能化健康管理亦可提供有益借鉴。
关键词
柔性薄壁轴承
故障诊断
牛顿-拉夫逊优化算法
双向长短期记忆网络
Transformer模型
时变滤波经验模态分解
Keywords
flexible thin-walled bearing
fault diagnosis
newton-raphson-based
optimizer
(
nrbo
)
algorithm
Bi-directional Long Short-Term Memory(BiLSTM)network
Transformer models
Time-Varying Filter Empirical Mode Decomposition(TVFEMD)
分类号
TH133.33 [机械工程]
TH165.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于NRBO-Transformer-BiLSTM的柔性薄壁轴承细粒度故障诊断
郭明军
陈昕昀
石淇
李鑫
赵学智
《现代制造工程》
2025
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