Investigación sobre el Método de Diagnóstico de Fallas en Rodamientos Basado en MESO-TCN
Autores: Gao, Ruibin; Zhu, Jing; Wu, Yifan; Xiao, Kaiwen; Shen, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre el Método de Diagnóstico de Fallas en Rodamientos Basado en MESO-TCN
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Problemas
Redundancia de información
Representación limitada de características
Parámetros establecidos empíricamente
Diagnóstico de fallos en rodamientos de bolas
Red Neuronal Convolucional Temporal de Multi-Entropía y Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar los problemas de redundancia de información, representación limitada de características y parámetros establecidos empíricamente en el diagnóstico de fallos de rodamientos, este artículo propone una Red de Convolución Temporal de Optimización y Multi-Entropía (MESO-TCN). El método integra filtrado de características, modelado de red y optimización de parámetros en un marco de diagnóstico unificado. Específicamente, la descomposición empírica en modo conjunto (EEMD) se combina con un criterio de entropía híbrido para preprocesar las señales de vibración en bruto y suprimir el ruido redundante. Se diseña una red de convolución temporal extendida por núcleo (ETCN) con convolución dilatada a múltiples escalas para extraer diversos patrones de fallos temporales. Además, se introduce un algoritmo de optimización de ballenas mejorado que incorpora un mecanismo inspirado en luciérnagas para optimizar adaptativamente los hiperparámetros clave. Los resultados experimentales en conjuntos de datos de la Universidad Jiaotong de Xi"an y la Universidad del Sureste demuestran que MESO-TCN logra precisiones promedio del 99.78% y 95.82%, respectivamente, superando a los métodos de referencia más utilizados. Estos hallazgos indican la fuerte capacidad de generalización del método, la discriminabilidad de características y la aplicabilidad en ingeniería en el diagnóstico inteligente de fallos de maquinaria rotativa.
Descripción
Para abordar los problemas de redundancia de información, representación limitada de características y parámetros establecidos empíricamente en el diagnóstico de fallos de rodamientos, este artículo propone una Red de Convolución Temporal de Optimización y Multi-Entropía (MESO-TCN). El método integra filtrado de características, modelado de red y optimización de parámetros en un marco de diagnóstico unificado. Específicamente, la descomposición empírica en modo conjunto (EEMD) se combina con un criterio de entropía híbrido para preprocesar las señales de vibración en bruto y suprimir el ruido redundante. Se diseña una red de convolución temporal extendida por núcleo (ETCN) con convolución dilatada a múltiples escalas para extraer diversos patrones de fallos temporales. Además, se introduce un algoritmo de optimización de ballenas mejorado que incorpora un mecanismo inspirado en luciérnagas para optimizar adaptativamente los hiperparámetros clave. Los resultados experimentales en conjuntos de datos de la Universidad Jiaotong de Xi"an y la Universidad del Sureste demuestran que MESO-TCN logra precisiones promedio del 99.78% y 95.82%, respectivamente, superando a los métodos de referencia más utilizados. Estos hallazgos indican la fuerte capacidad de generalización del método, la discriminabilidad de características y la aplicabilidad en ingeniería en el diagnóstico inteligente de fallos de maquinaria rotativa.