利索能及
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专利号: 2019104632022
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:包括,获取机械振动信号,并构建样本集和标签集;

建立模型损失函数并构建故障诊断模型;

训练并确认模型;

所述构建故障诊断模型并建立模型损失函数的步骤包括:建立故障诊断的联合损失函数;

构建故障诊断模型;输入样本集;

其中,所述联合损失函数L的公式如下:

其中,Lrec表示重构损失函数;Ldiff表示最小化差异损失函数;Ladv表示对抗损失函数;

Ltask表示分类损失函数;α、β和γ是控制损失项的权重; 表示参数,θc是共享CNN编码器Ec的参数,θy是类标签分类器Ey的参数,θd是域分类器Ed的参数,是源域CNN私有编码器 的参数, 目标域私有编码器 的参数,θr是共享CNN解码器Er的参数;

其中,所述振动信号区分为源域信号和目标域信号。

2.如权利要求1所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在s s于:所述样本集包括源域样本集X,所述源域样本集集X为:其中,Ns表示Ds中的样本数,Ds表示标记的源域数据,s表示源域;

其中,所述标记的源域数据Ds的公式为:其 表示每个源域样本, 表示相应的类标签,i表示样本序号,Ns表示为目标域的样本个数。

3.如权利要求2所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在s s于:所述类标签 的标签集为Y ,所述标签集Y满足如下公式:s

其中,Ns表示Ds中的样本数,Ds表示标记的源域数据,s表示源域,Y表示源域标签集合,表示其集合中的每一个值。

4.如权利要求1~3任一所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其t t特征在于:所述样本集还包括目标域样本集X,所述目标域样本集X为:其中,Nt表示Dt中的样本数,Dt表示未标记的目标域数据,t表示目标域;

其中,所述未标记的目标域数据Dt的公式为:其 为每个目标域样本,i表示为样本序号。

5.如权利要求1所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:所述分类损失函数Ltask的公式如下:s s

其中,yi 是源域输入xi 的one‑hot独热码类别标签, 表示模型的故障类别标签softmax预测。

6.如权利要求5所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:所述对抗损失函数Ladv的公式如下:其中,Ns表示源域样本个数,Nt表示目标域样本个数,d表示域标签,di表示已标定好的域标签,表示预测的域标签,i有两个取值,0,1,i=0,表示源域;i=1表示目标域。

7.如权利要求6所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:所述最小化差异损失函数Ldiff的公式如下:其中, 矩阵是隐层源域共享表示矩阵, 矩阵是隐层源域私有表示矩阵, 矩阵和矩阵是隐层目标域共享表示矩阵和私有表示矩阵。

8.如权利要求1、5或7任一所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:所述重构损失函数Lrec的公式如下:s

其中,xi表示第i个源域样本, 表示经过源域私有编码器和共享解码器后输出的值,即 的重构值, 表示 经过目标域私有编码器和共享解码器后输出的值,即 的重构值,表示第i个目标域样本,Ns表示源域样本个数,Nt表示目标域样本个数。

9.如权利要求8所述的域分离自适应一维卷积神经网络智能故障诊断方法,其特征在于:所述训练并确认模型的步骤包括:初始化模型;

优化确认模型;

模型预测;

其中,所述初始化模型使用源域数据Ds按照式(2)的分类损失函数Ltask来初始化θc和θy;

其中,所述优化模型采用基于BP的随机梯度下降法SGD来更新参数