内容概要:本文介绍了一种基于多传感器多尺度一维卷积神经网络(MS-1DCNN)和改进Dempster-Shafer(DS)证据理论的轴承故障诊断系统。系统旨在通过并行处理来自四个传感器(三个振动传感器和一个声音传感器)的时序数据,提取多尺度故障特征,并通过智能融合机制实现对轴承故障的准确分类和不确定度估计。核心创新在于将MS-1DCNN的强大特征提取能力和DS证据理论在不确定性推理方面的优势相结合。系统采用两阶段训练策略,首先独立训练每个MS-1DCNN子网络,然后联合训练DS融合层,以应对数据集规模小而模型复杂的问题。报告详细描述了系统架构、数据规范、训练策略、结果评估与可视化等内容,并展示了该系统在提高故障诊断准确性和鲁棒性方面的优势。 适合人群:具备一定机器学习和深度学习基础,对故障诊断系统设计和实现感兴趣的工程师、研究人员和技术人员。 使用场景及目标:①适用于工业生产中旋转机械设备的故障检测与预防;②通过多传感器数据融合提高诊断的准确性和鲁棒性;③利用改进的DS证据理论处理不确定性和冲突信息,提供可靠的诊断结果和不确定度估计。 其他说明:该系统在设计上考虑了数据集较小的情况,采用了两阶段训练策略和数据增强技术,以防止过拟合并提高模型的泛化能力。未来的研究方向包括扩展到更多类型的传感器、探索更广泛的数据增强技术和合成数据生成方法,以增强模型在复杂真实环境中的诊断性能和可靠性。报告强调了可视化结果的重要性,包括损失与准确率曲线、混淆矩阵、t-SNE/UMAP特征空间可视化以及DS融合与单传感器特征图对比,以全面展示系统的性能提升。
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基于双树复小波变换(DTCWT)的轴承故障诊断方法。DTCWT作为一种先进的信号处理技术,具有更好的方向选择性和近似移位不变性,适用于检测轴承的微小故障。文中首先阐述了DTCWT的理论基础,解释了其独特的滤波器组结构和数学特性。然后,通过MATLAB R2021b环境下的代码实现,展示了如何对轴承振动信号进行DTCWT变换,并通过绘制实部和虚部树分量的波形及包络谱,直观地反映了轴承的故障情况。最后,讨论了DTCWT在轴承故障诊断中的优势和应用场景。 适合人群:机械工程、信号处理及相关领域的研究人员和技术人员,尤其是从事机械设备状态监测和故障诊断工作的专业人士。 使用场景及目标:① 对轴承振动信号进行精确分析,识别潜在故障;② 实现轴承的实时监测和故障预警;③ 提供工业设备维护和保养的重要技术支持。 其他说明:本文提供的代码需要在MATLAB R2021b及以上版本环境中运行,以确保正确执行。
2025-12-01 10:37:54 1.36MB
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内容概要:本文详细介绍了基于小波包分析和神经网络的滚动轴承故障诊断方法及其MATLAB实现。首先,通过小波包分析对振动信号进行多层次分解,提取不同频段的能量特征,形成特征向量。其次,利用神经网络(如前馈神经网络、模式识别网络、RBF神经网络)对提取的特征进行训练和分类,实现故障诊断。文中提供了详细的代码示例和参数配置,并讨论了常见问题及解决方案,如数据预处理、特征归一化、转速补偿等。此外,还探讨了不同小波基的选择以及特征可视化的应用。 适合人群:从事机械故障诊断、信号处理、机器学习等相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于工业设备维护和故障检测,旨在提高滚动轴承故障诊断的准确性,减少设备停机时间和维修成本。 其他说明:文中提供的MATLAB代码和报告模板有助于快速上手实验,同时强调了特征工程和可解释性的重要性。
2025-11-23 22:00:32 2.31MB
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,,滚动轴承故障诊断MATLAB程序:快速谱峭度、谱峭度+包络谱分析。 可以很好的提取出滚动轴承故障特征 ,核心关键词:滚动轴承故障诊断; MATLAB程序; 快速谱峭度; 谱峭度; 包络谱分析; 特征提取。,MATLAB程序:快速谱峭度与包络谱分析助力滚动轴承故障诊断 在现代机械系统中,滚动轴承扮演着至关重要的角色,其可靠性直接影响到整个机械系统的稳定运行。随着机械设备的广泛应用,对于滚动轴承的监控和故障诊断技术变得日益重要。为了提高故障诊断的准确性和效率,科研人员开发了多种基于信号处理的故障诊断方法。其中,快速谱峭度和包络谱分析是两种有效的技术手段。 快速谱峭度(Fast Kurtogram)是一种基于峭度的分析方法,用于检测和分析非平稳信号中包含的瞬态冲击,这对于识别滚动轴承的局部故障非常有效。峭度是衡量信号尖锐度的统计量,而快速谱峭度通过对信号进行多分辨率分解,能够在多个频率分辨率下计算峭度指标,从而优化冲击特征的检测。在滚动轴承的故障诊断中,快速谱峭度能够突出信号中与冲击相关的频率成分,进而揭示轴承的故障模式。 谱峭度(Spectral Kurtosis)则是一种对频谱成分进行分析的工具,它同样基于峭度概念,通过对信号的频谱进行分析,能够识别信号中的异常频率成分。谱峭度的高值通常指示了信号中存在的瞬态故障特征,如滚动轴承的磨损、裂纹或冲击损伤。通过谱峭度分析,可以有效地提取出与轴承故障相关的频率成分,为故障诊断提供有力证据。 包络谱分析是另一种常用的故障诊断技术,特别是针对周期性冲击类故障。当滚动轴承出现损伤时,损伤处会与滚动体产生周期性的撞击,从而产生冲击响应。通过对滚动轴承的振动信号进行包络处理,可以放大故障相关的冲击成分,进而通过频谱分析提取出故障特征。包络谱分析特别适用于轴承故障的早期检测,因为它能够从复杂的背景噪声中分离出周期性的故障特征。 MATLAB程序在滚动轴承故障诊断中起到了核心作用。通过编写专门的程序,工程师能够实现快速谱峭度和包络谱分析的自动化处理,提高故障诊断的效率和准确性。MATLAB不仅提供了丰富的信号处理工具箱,还具有强大的数据可视化功能,使得故障特征的提取和分析更为直观。 在实际应用中,MATLAB程序可以快速处理大量振动数据,通过快速谱峭度和包络谱分析提取出滚动轴承的故障特征,实现故障的早期检测和定位。这不仅有助于减少设备的意外停机时间,提高生产效率,还能显著降低维护成本。 快速谱峭度和包络谱分析在滚动轴承故障诊断中显示出巨大的潜力和优势。结合MATLAB程序的强大功能,这两种技术已经成为机械故障检测领域中不可或缺的工具。随着技术的不断发展,这些方法在未来的智能诊断系统中也将发挥更加重要的作用。
2025-11-12 17:13:17 2.09MB 数据仓库
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内容概要:本文详细介绍了使用PyTorch构建多尺度一维卷积神经网络(MS-1DCNN)进行轴承故障诊断的方法。首先,针对西储大学(CWRU)轴承数据集进行了数据预处理,包括滑动窗口切片、归一化等操作。然后,设计了一个多尺度卷积网络,利用不同大小的卷积核捕捉不同尺度的振动特征。训练过程中采用了动态学习率调整策略,并加入了早停机制防止过拟合。最后,通过混淆矩阵和准确率曲线对模型性能进行了全面可视化,最终实现了高达97.5%的识别率。 适合人群:具有一定机器学习基础,尤其是对深度学习感兴趣的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于工业控制系统中轴承故障检测的应用场景,旨在提高故障诊断的准确性,减少维护成本和停机时间。目标是帮助读者掌握从数据预处理到模型部署的完整流程,能够独立完成类似任务。 其他说明:文中提供了详细的代码片段和解释,便于读者理解和复现。同时强调了数据质量和模型结构设计的重要性,鼓励读者尝试不同的参数配置以优化模型性能。
2025-10-17 10:55:58 1.02MB
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基于一维CNN的轴承故障诊断迁移学习代码复现:从源域到目标域的特征提取与分布对齐实践,基于迁移学习的轴承故障诊断代码复现:一维CNN特征提取与JDA联合对齐的实现过程,top一区轴承诊断迁移学习代码复现 故障诊断代码 复现 首先使用一维的cnn对源域和目标域进行特征提取,域适应阶段:将源域和目标域作为cnn的输入得到特征,然后进行边缘概率分布对齐和条件概率分布对齐,也就是进行JDA联合对齐。 此域适应方法特别适合初学者了解迁移学习的基础知识,特别推荐,学生问价有优惠 ●数据预处理:1维数据 ●网络模型:1D-CNN-MMD-Coral ●数据集:西储大学CWRU ●准确率:99% ●网络框架:pytorch ●结果输出:损失曲线图、准确率曲线图、混淆矩阵、tsne图 ●使用对象:初学者 ,核心关键词: 一区轴承诊断; 迁移学习; 代码复现; 特征提取; 域适应; JDA联合对齐; 数据预处理; 1D-CNN-MMD-Coral; 西储大学CWRU数据集; 准确率; pytorch框架; 结果输出图示; 初学者。,复现一维CNN迁移学习轴承故障诊断代码:从基础到高级的深度学习之旅
2025-09-23 13:53:02 1.81MB
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基于GADF+Transformer算法的轴承故障诊断模型及应用研究,包含格拉姆角场及多类变换二维图像技术实现代码全解析。,基于GADF+Transformer的轴承故障诊断模型,附说明文件及相关lunwen,代码一定能跑通,有格拉姆角场GADF,小波变DWT还有短时傅立叶变STFT多种转二维图像的方式 ,核心关键词:GADF+Transformer;轴承故障诊断模型;附说明文件;代码;格拉姆角场GADF;小波变换DWT;短时傅立叶变换STFT;转二维图像。,GADF-Transformer轴承故障诊断模型:代码可运行,多法转二维图像
2025-09-22 23:48:50 155KB 柔性数组
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内容概要:本文介绍了基于GADF(格拉姆角场)和Transformer的轴承故障诊断模型。首先解释了GADF的作用及其在捕捉轴承旋转角度变化中的重要性,然后探讨了Transformer如何通过自注意力机制对GADF生成的图像进行分析,从而实现故障识别和分类。文中还提及了小波变换(DWT)和短时傅立叶变换(STFT)两种额外的数据转换方法,它们能提供时间-频率双域表示和局部频率变化捕捉,丰富了数据表达方式。最后,文章展示了具体代码实现和验证过程,强调了模型的可调性和优化潜力。 适合人群:从事机械设备维护、故障诊断的研究人员和技术人员,尤其是对深度学习和信号处理有一定了解的人群。 使用场景及目标:适用于需要对复杂机械设备进行高效故障检测的工业环境,旨在提升设备运行的安全性和可靠性。 其他说明:附带完整的代码和说明文件,便于读者理解和复现实验结果。
2025-09-22 23:47:00 913KB
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内容概要:本文介绍了基于CWT-CNN-SVM的滚动轴承故障诊断模型及其Matlab代码实现。首先,通过连续小波变换(CWT),将原始振动信号转化为时频图,以便更好地观察和分析信号特性。接着,利用卷积神经网络(CNN)提取时频图中的特征,并通过支持向量机(SVM)进行多级分类任务,以提高诊断的准确性和鲁棒性。最后,使用t-SNE进行样本分布的可视化,帮助理解和验证模型的分类结果。整个流程包括数据预处理、CWT转换、CNN-SVM训练以及T-SNE可视化四个主要步骤。 适合人群:从事机械设备故障诊断的研究人员和技术人员,尤其是对滚动轴承故障诊断感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于需要对滚动轴承进行故障诊断的实际应用场景,旨在通过先进的机器学习和信号处理技术,实现对滚动轴承故障的早期预警和精准判断,从而降低设备维护成本和减少停机时间。 其他说明:文中详细描述了每个步骤的技术细节和实现方法,并提供了具体的Matlab代码实现指南。未来研究方向包括进一步优化模型参数和改进模型结构,以提升诊断效果。
2025-09-22 19:29:02 332KB
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如何利用一维卷积神经网络(1D-CNN)结合迁移学习技术,在轴承故障诊断中实现源域和目标域的联合对齐。具体步骤包括数据预处理、构建1D-CNN-MMD-Coral网络模型、实施边缘概率分布对齐和条件概率分布对齐(即JDA联合对齐),并在CWRU数据集上进行了实验验证。文中提供了详细的代码片段,涵盖了数据加载、模型定义、训练循环以及结果可视化的全过程。最终结果显示,在目标域仅有10%标注数据的情况下,模型仍能达到97%以上的准确率。 适合人群:机械工程领域的研究人员、从事故障诊断工作的工程师、对迁移学习感兴趣的初学者。 使用场景及目标:适用于需要解决不同工况下轴承故障诊断问题的研究人员和技术人员。主要目标是通过迁移学习减少对大量标注数据的需求,提高模型的泛化能力。 其他说明:文中还分享了一些实践经验,如避免在预处理时进行标准化、选择合适的batch size、加入自注意力机制等技巧,有助于提高模型性能。
2025-09-22 16:05:35 754KB
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