Método de Diagnóstico de Fallas Multi-escala en Dos Etapas para Rodamientos con Datos Desequilibrados
Autores: Zheng, Minglei; Chang, Qi; Man, Junfeng; Liu, Yi; Shen, Yiping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Diagnóstico de Fallas Multi-escala en Dos Etapas para Rodamientos con Datos Desequilibrados
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Inteligente
Diagnóstico de fallos en rodamientos
Maquinaria rotativa
Aumento de datos
Red generativa adversarial progresiva multiescala
Precisión en el diagnóstico de fallos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El diagnóstico de fallos en rodamientos inteligente es un enfoque necesario para garantizar el funcionamiento estable de la maquinaria rotativa. Sin embargo, suele ser difícil recopilar datos de fallos en condiciones de trabajo reales, lo que lleva a un grave desequilibrio en los conjuntos de datos de entrenamiento, reduciendo así la efectividad de los métodos de diagnóstico basados en datos. Durante la etapa de aumento de datos, se utiliza una red generativa adversarial progresiva de múltiples escalas (MS-PGAN) para aprender la relación de mapeo de distribución de muestras normales a muestras de fallos mediante aprendizaje por transferencia, que genera de manera estable muestras de fallos a diferentes escalas para el aumento del conjunto de datos a través de un entrenamiento adversarial progresivo. Durante la etapa de diagnóstico de fallos, se propone el método MACNN-BiLSTM, basado en un mecanismo de fusión de atención de múltiples escalas que puede fusionar de manera adaptativa las características de frecuencia local y las características de tiempo global extraídas de las señales de entrada de múltiples escalas para lograr el diagnóstico de fallos. Utilizando los conjuntos de datos UConn y CWRU, el método propuesto logra una mayor precisión en el diagnóstico de fallos que la alcanzada por varios métodos comparativos en aumento de datos y diagnóstico de fallos. Los resultados experimentales demuestran que el método propuesto puede generar de manera estable señales espectrales de alta calidad y extraer características de múltiples escalas, con mejor precisión de clasificación, robustez y generalización.
Descripción
El diagnóstico de fallos en rodamientos inteligente es un enfoque necesario para garantizar el funcionamiento estable de la maquinaria rotativa. Sin embargo, suele ser difícil recopilar datos de fallos en condiciones de trabajo reales, lo que lleva a un grave desequilibrio en los conjuntos de datos de entrenamiento, reduciendo así la efectividad de los métodos de diagnóstico basados en datos. Durante la etapa de aumento de datos, se utiliza una red generativa adversarial progresiva de múltiples escalas (MS-PGAN) para aprender la relación de mapeo de distribución de muestras normales a muestras de fallos mediante aprendizaje por transferencia, que genera de manera estable muestras de fallos a diferentes escalas para el aumento del conjunto de datos a través de un entrenamiento adversarial progresivo. Durante la etapa de diagnóstico de fallos, se propone el método MACNN-BiLSTM, basado en un mecanismo de fusión de atención de múltiples escalas que puede fusionar de manera adaptativa las características de frecuencia local y las características de tiempo global extraídas de las señales de entrada de múltiples escalas para lograr el diagnóstico de fallos. Utilizando los conjuntos de datos UConn y CWRU, el método propuesto logra una mayor precisión en el diagnóstico de fallos que la alcanzada por varios métodos comparativos en aumento de datos y diagnóstico de fallos. Los resultados experimentales demuestran que el método propuesto puede generar de manera estable señales espectrales de alta calidad y extraer características de múltiples escalas, con mejor precisión de clasificación, robustez y generalización.