一种基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法技术

技术编号:46060982 阅读:7 留言:0更新日期:2025-08-11 15:46
本发明专利技术涉及一种基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,包括:获取若干机械设备的历史异构故障数据作为源域数据集,获取目标机械设备的历史异构故障数据作为目标域数据集,并分别为源域数据集和目标域数据集设定标签空间;基于源域数据集和目标域数据集进行随机抽样组合,构建三元组数据集和域自适应数据集并输入双支路特征提取子网络,度量三元组特征嵌入距离,并结合三元组损失和域自适应损失构成的联合损失函数进行迭代训练,获取双支路故障诊断模型;采集目标机械设备的当前异构故障数据输入双支路故障诊断模型中,输出目标机械设备振动信号的故障分类。本发明专利技术能解决因小样本数据条件和数据分布差异带来的模型性能下降问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转机械智能故障诊断,特别是涉及一种基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法


技术介绍

1、随着我国工业体系的不断发展,旋转机械作为常见的设备类型,正朝着大型化、高效率和高性能方向发展。然而,由于旋转机械长期处于高转速、重负载和温度变化等恶劣条件,其关键部件易发生失效,导致设备故障。这些故障不仅会影响加工精度和产品质量,还可能损坏设备或生产线,甚至造成安全事故。因此,及时、准确地识别旋转机械故障并有效监控故障演变,对于保障生产安全和提高效率至关重要。

2、近年来,随着机器学习算法的快速进展,数据驱动的故障诊断方法已发展成为工业智能化领域的研究热点。现代工业现场通过高密度传感器网络实时采集设备运行的海量数据,为旋转机械的智能诊断提供了多维度数据支撑。相较于传统依赖信号分析(如傅里叶变换、小波分解)和专家经验的特征提取方法,深度学习的核心优势在于构建具有多层次抽象能力的深度神经网络,通过端到端的学习机制自动提取故障的高级故障特征。这种技术路径不仅避免了传统方法中人工特征工程对专家知识的依赖,还能通过非线性函数堆叠实现复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,基于所述源域数据集和目标域数据集进行随机抽样组合,构建三元组数据集和域自适应数据集包括:

3.根据权利要求1所述的基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,所述双支路特征提取子网络包括:三元组特征提取子网络和域自适应特征提取子网络,所述三元组特征提取子网络和域自适应特征提取子网络中均采用基于Morlet小波基函数的五层复合架构,包括依次连接的采用Haar、Morlet混合...

【技术特征摘要】

1.一种基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,基于所述源域数据集和目标域数据集进行随机抽样组合,构建三元组数据集和域自适应数据集包括:

3.根据权利要求1所述的基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,所述双支路特征提取子网络包括:三元组特征提取子网络和域自适应特征提取子网络,所述三元组特征提取子网络和域自适应特征提取子网络中均采用基于morlet小波基函数的五层复合架构,包括依次连接的采用haar、morlet混合小波核的多尺度小波卷积模块、融合通道-空间注意力机制的自适应小波特征注意力模块、带残差连接的深度残差卷积模块、可变动态路由迭代次数的胶囊网络模块、嵌入dropout层的正则化全连接模块,所述三元组特征提取子网络和域自适应特征提取子网络通过参数共享机制实现梯度同步更新且共享所有网络权重。

4.根据权利要求3所述的基于多尺度特征学习与域自适应优化的小样本故障诊断方法,其特征在于,所述多尺度小波卷积模块用于通过若干不同尺度小波核的小波卷积网络提取多尺度特征,并通过mallat算法进行时频特征分解,输出多尺度小波特征图;所述自适应小波特征注意力模块用于通过通道-空间注意力机制计算多尺度小波特征图内部注意力权重,并利用softmax对多尺度小波特征图进行动态加权处理,获取总体加权特征;所述深度残差卷积模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈祝云高有朋李泽昊刘强林泓琪马帅
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:

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