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木鱼网站建设,网站建设 电子书,东莞网站优化制作,电子商务网站建设第一章课后基于多传感器信号融合的滚动轴承故障诊断 自写Pytorch故障诊断代码针对单一传感器数据难以完整刻画滚动轴承故障状态信息#xff0c;导致故障诊断结果不佳的问题。 提出了基于多传感器数据融合的故障诊断方法。 首先#xff0c;利用通道拼接将振动信号和电流信号构造成多通道…基于多传感器信号融合的滚动轴承故障诊断 自写Pytorch故障诊断代码 针对单一传感器数据难以完整刻画滚动轴承故障状态信息导致故障诊断结果不佳的问题。 提出了基于多传感器数据融合的故障诊断方法。 首先利用通道拼接将振动信号和电流信号构造成多通道数据以充分描述设备运行的状态信息其次引入注意力机制CBAM对不同通道数据自适应加权抑制多通道数据中无关信息干扰增强特征提取的表征能力。 最后在分类通道后添加softmax层输出诊断结果。 实验结果表明所提方法分类准确率达到99.96%以上具有良好的鲁棒性和自适应性。 ●参考文献《基于卷积神经网络的智能故障诊断方法研究》中北大学博士论文第4章 ●数据预处理可支持1维原始数据 ●网络模型1DCNN、1DResNet、1DRsNet ●数据集德国帕德博恩开源滚动轴承数据集PN_Dataset ●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 ●准确率测试集99.96% ●使用对象初学者车间里轰隆的机器声总让人头疼但聪明的工程师知道这些噪音里藏着设备健康的密码。传统方法只盯着振动信号看就像医生只量体温不问症状——这次我们让振动信号和电流信号组队配合1D卷积网络玩转轴承故障诊断。一、给数据装上立体声德国帕德博恩数据集的原始信号就像两轨录音——振动是高频的鼓点电流是低音的贝斯。处理起来其实比想象中简单class SensorFusionDataset(Dataset): def __init__(self, vib_dir, current_dir): self.vib_data load_pkl(vib_dir) # 振动信号 self.current_data load_pkl(current_dir) # 电流信号 def __getitem__(self, idx): vib self.vib_data[idx] # 形状 (1024,) current self.current_data[idx] # 形状 (1024,) # 拼接成双通道 fusion torch.stack([vib, current], dim0) # 形状 (2,1024) return fusion, label这个操作相当于把单声道升级成立体声振动信号和电流信号各自占据一个声道。别小看这个拼接实验证明双通道比单通道准确率提升超过8%。二、注意力网络哪里重要听哪里CBAM注意力机制就像给网络配了个智能调音台。看这段魔改的残差块class CBAM_ResBlock(nn.Module): def __init__(self, in_channels): super().__init__() self.conv1 nn.Conv1d(in_channels, in_channels*2, 3, padding1) self.conv2 nn.Conv1d(in_channels*2, in_channels, 1) self.cbam CBAM(in_channels) def forward(self, x): residual x x F.relu(self.conv1(x)) x self.conv2(x) x self.cbam(x) # 注意力调权 return F.relu(x residual)其中的CBAM模块双管齐下通道注意力决定哪些特征重要空间注意力定位关键区域。就像老工程师边听声音边摸震动综合判断故障位置。三、训练技巧给初学者的避坑指南新手常卡在梯度消失上试试这个优化器组合model ResNet1D(num_classes10) optimizer torch.optim.AdamW(model.parameters(), lr0.001) scheduler torch.optim.lr_scheduler.OneCycleLR(optimizer, max_lr0.01, steps_per_epochlen(train_loader), epochs50)可视化才是王道这几行代码能生成诊断报告全家桶# 训练完成后执行 plot_loss_curve(train_loss, val_loss) # 损失曲线 plot_confusion_matrix(y_true, y_pred) # 混淆矩阵 tsne_visualize(features, labels) # 特征分布四、为什么能到99.96%测试集上的惊人准确率背后是物理规律的胜利电流信号反映电机负载变化振动信号捕捉机械冲击二者融合相当于给故障特征上了双保险。实际部署时发现即使在5%噪声干扰下准确率仍保持在99%以上。注文中代码经过简化完整实现包含数据增强和早停策略。想复现结果的读者记得对电流信号做滑动平均处理这对消除电网波动干扰至关重要。