一种微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法技术

技术编号:41465389 阅读:14 留言:0更新日期:2024-05-30 14:21
本发明专利技术属于机械装备状态监测与故障诊断领域,具体是一种微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,该齿轮箱故障诊断方法是在迁移学习模型上利用微调机制对齿轮箱的非平衡小样本振动信号数据集进行识别分类,利用加载预训练过的VGG16模型,去除VGG16预训练模型的顶层,冻结权重;建立自定义的下游网络模型;固定除学习率之外的所有超参数,训练所建立的迁移学习模型;利用微调机制去进行学习率微调,直至满足分类准确率。本发明专利技术的齿轮箱故障诊断方法取代了实验室破坏性试验,节约了实验成本;使用带有微调机制的迁移学习模型对所得数据扩充,解决了小样本问题和数据不平衡问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械装备状态监测与故障诊断,尤其涉及一种微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法


技术介绍

1、在机械装备中齿轮箱广泛应用于风力发电机、高铁、航空发动机等工业应用场景。然而,由于在高强度环境中(如时变转速、可变载荷、润滑不良)长时间运行,齿轮表面经常会遇到疲劳磨损和点蚀等故障。此外,由于齿轮箱的密封结构和精密耦合,故障频率的提取也比较困难。因此,齿轮箱故障诊断是促进设备和操作人员安全运行,降低维修成本,避免事故造成损失的关键。

2、齿轮作为齿轮箱中的关键零部件,由于其长时间连续作业,会不可避免地出现点蚀、腐蚀、裂纹等典型故障,轻则导致生产停线,重则可能导致人员伤亡等重大安全事故,危及人民群众的生命财产安全。因此,齿轮箱齿轮的故障特征诊断对于保障设备能精准诊断、快速维修、恢复生产、可靠运行具有重要意义。

3、研究发现,当齿轮出现断齿,裂纹等异常状态时,运行过程的振动信号会在各类信号分析方法中表现出不同差异性;然而,传统的传感器故障诊断,极易被外界噪声与结构干扰分量污染,使得较弱故障特征频率提取困难或诊断精度低。

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【技术保护点】

1.一种微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,该齿轮箱故障诊断方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,在步骤1中,加载经过了时域平均方法TSA处理的输入轴齿轮箱故障数据集,齿轮箱故障数据集的第一级包括一个32齿和一个80齿的小齿轮,齿轮箱故障数据集的第二级包括一个48齿和一个64齿的小齿轮;齿轮箱故障数据集包含了9种齿轮箱运行状态,分别是健康、缺齿、磨损、裂纹、5类齿轮剥落、4类齿轮缺口、3类齿轮剥落、2类齿轮剥落、1类齿轮剥落。

3.根据权利要求2所述的微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,该齿轮箱故障诊断方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,在步骤1中,加载经过了时域平均方法tsa处理的输入轴齿轮箱故障数据集,齿轮箱故障数据集的第一级包括一个32齿和一个80齿的小齿轮,齿轮箱故障数据集的第二级包括一个48齿和一个64齿的小齿轮;齿轮箱故障数据集包含了9种齿轮箱运行状态,分别是健康、缺齿、磨损、裂纹、5类齿轮剥落、4类齿轮缺口、3类齿轮剥落、2类齿轮剥落、1类齿轮剥落。

3.根据权利要求2所述的微调机制迁移学习的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,在步骤3中,自定义的浅层神经网络接收特征提取器的输出;自定义的浅层神经网络包括一个flatten层,flatten层用于展开来自提取器的高维特征,在flatten层之后,使用用于多分类任务的sigmoid激活函数的dense层作为输出层,所述dense层由包含256个神经元,并结合l2正则化和r...

【专利技术属性】
技术研发人员:李庆孙强张亚苹储利影唐燕宁方梁菲许良元
申请(专利权)人:安徽农业大学
类型:发明
国别省市:

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