Predicción de la Vida Útil Restante de Motores Aeroespaciales Basada en un Mecanismo de Atención Multi-Cabeza
Autores: Nie, Lei; Xu, Shiyi; Zhang, Lvfan; Yin, Yehan; Dong, Zhengqiong; Zhou, Xiangdong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción de la Vida Útil Restante de Motores Aeroespaciales Basada en un Mecanismo de Atención Multi-Cabeza
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Motores aéreos
Vida útil restante
Redes neuronales convolucionales
Mecanismo de atención multi-cabeza
RMSE
Métodos de predicción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Los motores aéreos son los componentes centrales de una aeronave; por lo tanto, su estado determina la seguridad del vuelo. Actualmente, debido a su estructura compleja y a los problemas asociados con sus diversos parámetros de detección, predecir la vida útil restante (RUL) de los motores aéreos es muy importante para garantizar su seguridad y fiabilidad. En este artículo, proponemos un nuevo método híbrido basado en redes neuronales convolucionales (CNN), redes neuronales convolucionales temporales (TCN) y el mecanismo de atención de múltiples cabezas. En primer lugar, se establece un modelo CNN-TCN para características multidimensionales, en el que dos capas de la CNN extraen características de datos de entrada multidimensionales, y la TCN procesa las características temporales. Posteriormente, las salidas de múltiples CNN-TCN se ponderan utilizando el mecanismo de atención de múltiples cabezas, y los resultados se ensamblan. A continuación, comparamos el error cuadrático medio (RMSE) y las puntuaciones de varios métodos de predicción de RUL para mostrar la superioridad del método propuesto. Los resultados mostraron que, en comparación con los resultados de investigaciones anteriores, el RMSE y la puntuación de FD001 disminuyeron en un 10.87% y un 42.57%, respectivamente, mientras que los de FD003 disminuyeron en un 14.13% y un 58.15%, respectivamente.
Descripción
Los motores aéreos son los componentes centrales de una aeronave; por lo tanto, su estado determina la seguridad del vuelo. Actualmente, debido a su estructura compleja y a los problemas asociados con sus diversos parámetros de detección, predecir la vida útil restante (RUL) de los motores aéreos es muy importante para garantizar su seguridad y fiabilidad. En este artículo, proponemos un nuevo método híbrido basado en redes neuronales convolucionales (CNN), redes neuronales convolucionales temporales (TCN) y el mecanismo de atención de múltiples cabezas. En primer lugar, se establece un modelo CNN-TCN para características multidimensionales, en el que dos capas de la CNN extraen características de datos de entrada multidimensionales, y la TCN procesa las características temporales. Posteriormente, las salidas de múltiples CNN-TCN se ponderan utilizando el mecanismo de atención de múltiples cabezas, y los resultados se ensamblan. A continuación, comparamos el error cuadrático medio (RMSE) y las puntuaciones de varios métodos de predicción de RUL para mostrar la superioridad del método propuesto. Los resultados mostraron que, en comparación con los resultados de investigaciones anteriores, el RMSE y la puntuación de FD001 disminuyeron en un 10.87% y un 42.57%, respectivamente, mientras que los de FD003 disminuyeron en un 14.13% y un 58.15%, respectivamente.