1.一种基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于包括以下步骤:S1、建立数据融合故障检测框架;在步骤S1中数据融合故障检测框架包括依次连接的数据采集模块、预处理模块、卷积自编码表示模块、约束对抗注意表示模块、记忆融合推断模块和网络对抗训练模块;
S2、采集数据集并对数据进行预处理;
S3、将处理好的振动、电流数据输入到卷积自编码中以获取两个模态的独立特征;在步骤S3中将处理好的数据输入到不同卷积自编码中,获取编码表示和解码表示;分别使用两个卷积自编码网络CAE对振动信号输入xv、电流信号输入xc进行编码‑解码学习以提取它们的独立特征,其编码表示和解码表示分别为:CAE
式中:CAEm、hm、Um和θm 分别为m模态的CAE网络、CAE网络的编码表示、解码表示、网络参数;
S4、将两个卷积自编码器的编码输出经过SE模块进行注意力加权以及梯度反转层后,输入到模态鉴别器进行训练以获取模态不变性;将步骤S3中获取的两个模态的编码表示依次输入到SEBlock、梯度反转层、模态鉴别器中,以获取两个模态的注意表示和模态鉴别器的输出;其中,注意表示和模态鉴别器输出分别如下所示:SE SE
式中:SEm、θm 、hm 分别为m模态的SE模块、SE网络参数和注意力加权表示;D表示模态鉴D别器,p表示振动和电流信号关于模态鉴别器的推断集合,θ为模态鉴别器网络参数,Q为梯度反转层GRL函数;
S5、将SE模块输出进行特征拼接后输入到LSTM网络进行融合并将其输出用于推断网络;将步骤S4中两个模态的注意表示输出经拼接后输入到LSTM网络,借助其记忆能力获得融合的记忆融合表示,并将记忆融合表示输入到推断网络获取最终的推断表示,表示过程如下:首先,将两种注意力加权表示特征拼接: 式中: 表示向量拼接操作,SE SE
hv 、hc 表示两个模态编码的加权注意力表示;
SE Lstm Lstm
然后,将拼接联合表示输入到LSTM,得到如下表示:R=LSTM(h ;θ ),式中:LSTM、θ分别表示长短记忆神经网络及其网络参数;
最后,将记忆融合表示输入到推断神经网络Inf故障推断,如下所示:Inf I
Y=Inf(R;θ ),式中:Y为推断表示,θ nf为推断网络参数;该网络由被Leaky Relu激活的两次全连接层组成。
2.根据权利要求1所述的基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于,数据采集模块通过电流传感器、加速度传感器来获取电流、振动信号作为训练数据集、测试数据集。
3.根据权利要求1所述的基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于,在步骤S2中数据预处理包括数据归一化流程,将原始的振动、电流数据分别进行归一化以消除量纲影响。
4.根据权利要求3所述的基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于,将归一化后的包装设备振动、电流数据进行分段截取后,分段将1‑D数据重组为
2‑D网格矩阵形式。
5.根据权利要求1所述的基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于,在步骤S4中将编码输出通过挤压激励模块和梯度反转层后,输入到模态鉴别器中进行对抗学习,以获取不变性注意力表示。
6.根据权利要求1所述的基于约束对抗卷积自编码记忆融合网络的故障诊断方法,其特征在于,在步骤S5中将不变性注意表示拼接后通过LSTM网络获取记忆融合表示后,将其输入到推断网络,获取网络推断输出。