全参数动态学习深度信念网络在滚动轴承寿命预测中的应用

全参数动态学习深度信念网络在滚动轴承寿命预测中的应用

论文摘要

相对于传统的"对信号进行特征提取+人工选择对数据敏感的特征值+预测模型"的滚动轴承寿命预测方法,深度信念网络(DBN)有显著的优势:DBN可以直接处理原始数据,让机器自动学习信号特征,从而免去了特征提取和选择的过程,提高了预测的智能性。但是传统的DBN采用固定学习率进行网络学习,不利于寻找最优结果;基于此,提出了一种改进的深度信念网络——全参数动态学习深度信念网络(GPDLDBN),并将其应用于滚动轴承寿命预测中。GPDLDBN预测模型由多层受限玻尔兹曼机(RBM)单元组成,采用自下而上的逐层无监督贪婪算法训练参数;接着采用自上而下的监督学习算法微调整个网络参数,两个过程均采用新的全参数动态学习策略设置各参数;采用GPDLDBN预测模型对实测的滚动轴承寿命数据进行了预测,并与传统的固定学习率的DBN预测模型进行了对比分析。结果表明,GPDLDBN预测模型能够有效加快收敛速度,减少模型的训练时间,且具有更高的预测精度。

论文目录

  • 1 全参数动态学习深度信念网络算法 (GPDLDBN)
  •   1.1 无监督前向堆叠RBM学习
  •   1.2 有监督后向微调学习
  •   1.3 全参数动态学习策略
  • 2 基于GPDLDBN的滚动轴承寿命预测实验分析
  •   2.1 实验平台设计及实验数据
  •     (1) 首先采用辛辛那提大学的智维护系统 (Intelligent Maintenance Systems, IMS) 的滚动轴承寿命实验数据[13]。
  •     (2) 接着采用法国弗朗什孔泰大学IEEEPHM 2012 Prognostic challenge的滚动轴承寿命实验数据。
  •   2.2 基于GPDLDBN预测模型的寿命预测分析
  • 3 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨宇,张娜,程军圣

    关键词: 深度学习,滚动轴承,寿命预测

    来源: 振动与冲击 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 机械工业,自动化技术

    单位: 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(51575168,51375152),国家重点研发计划项目(2016YFF0203400),湖南省重点研发计划(2017GK2182)

    分类号: TP18;TH133.33

    DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.10.030

    页码: 199-205+249

    总页数: 8

    文件大小: 1463K

    下载量: 647

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