Un método de diagnóstico de fallos basado en datos para el sistema de condensado de turbinas de vapor marinas basado en aprendizaje profundo por transferencia
Autores: Liu, Yuhui; Chen, Liping; Shangguan, Duansen; Yu, Chengcheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un método de diagnóstico de fallos basado en datos para el sistema de condensado de turbinas de vapor marinas basado en aprendizaje profundo por transferencia
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Preciso
Diagnóstico de fallas
Sistemas de condensado de turbinas de vapor marinas
Gemelos digitales
Aprendizaje profundo por transferencia
Clases de diagnóstico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El diagnóstico preciso de fallos en los sistemas de condensado de turbinas de vapor marinas se ve desafiado por la insuficiencia de muestras reales de fallos y las condiciones operativas dinámicas. Para abordar esta limitación, se propone DTL-DFD, un nuevo marco que integra gemelos digitales (DT) y aprendizaje profundo por transferencia (DTL), en el que se construye un modelo de gemelo digital de alta fidelidad restringido por la física a través de la inyección sistemática de seis clases de diagnóstico (1 normal + 5 fallos), incluyendo el flujo de agua de circulación insuficiente. A través de una innovadora inicialización de parámetros de todas las capas con una estrategia de ajuste fino parcial (ALPT-PF), todos los pesos y sesgos de una red neuronal convolucional unidimensional preentrenada (1D-CNN) se transfirieron completamente al modelo objetivo, que posteriormente se ajustó finamente a través de un mecanismo de tasa de aprendizaje jerárquica para adaptarse a las discrepancias de distribución del mundo real. Los resultados experimentales demuestran una precisión del 94.34% en conjuntos de pruebas de distribución cruzada con una mejora del 4.72% sobre los métodos más avanzados, confirmando mejoras significativas en la capacidad de generalización y la estabilidad del diagnóstico bajo condiciones de muestras pequeñas con una reducción significativa de datos reales, proporcionando así una solución efectiva para la operación y mantenimiento inteligente de sistemas de turbinas de vapor marinas.
Descripción
El diagnóstico preciso de fallos en los sistemas de condensado de turbinas de vapor marinas se ve desafiado por la insuficiencia de muestras reales de fallos y las condiciones operativas dinámicas. Para abordar esta limitación, se propone DTL-DFD, un nuevo marco que integra gemelos digitales (DT) y aprendizaje profundo por transferencia (DTL), en el que se construye un modelo de gemelo digital de alta fidelidad restringido por la física a través de la inyección sistemática de seis clases de diagnóstico (1 normal + 5 fallos), incluyendo el flujo de agua de circulación insuficiente. A través de una innovadora inicialización de parámetros de todas las capas con una estrategia de ajuste fino parcial (ALPT-PF), todos los pesos y sesgos de una red neuronal convolucional unidimensional preentrenada (1D-CNN) se transfirieron completamente al modelo objetivo, que posteriormente se ajustó finamente a través de un mecanismo de tasa de aprendizaje jerárquica para adaptarse a las discrepancias de distribución del mundo real. Los resultados experimentales demuestran una precisión del 94.34% en conjuntos de pruebas de distribución cruzada con una mejora del 4.72% sobre los métodos más avanzados, confirmando mejoras significativas en la capacidad de generalización y la estabilidad del diagnóstico bajo condiciones de muestras pequeñas con una reducción significativa de datos reales, proporcionando así una solución efectiva para la operación y mantenimiento inteligente de sistemas de turbinas de vapor marinas.