基于NLWT系数增强的随机失活CNN电机运行状态检测
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国家自然科学基金(51867006, 61861007); 贵州省科技厅项目(黔科合支撑[2021]一般442, [2022]一般264)


Motor Running State Detection by Dropout-CNN Based on NLWT Coefficient Enhancement
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    摘要:

    为了快速有效地从热像仪采集的温度数据中识别出电机的运行故障, 本文根据随机失活、非线性小波变换系数增强(NLWTCE)和卷积神经网络算法相结合对电机图像进行识别. 首先根据热像仪采集的数据建立电机的图像数据集, 通过非线性小波变换(NLWT)将数据进行图像增强, 然后构建改进的卷积神经网络(ICNN)模型, 将提取的特征作为最终的识别特征来进行图像识别, 最后根据与正常电机图像作比较, 识别出故障的电机图像, 实现了有效、准确的识别故障电机图像与正常电机图像. 实验结果表明, 改进的卷积神经网络模型不仅具有较高的识别准确率, 也进一步简化了提取图像特征的复杂过程. 该方法的有效性和合理性得到了验证, 并适用于工程运用中.

    Abstract:

    To identify the running fault of motors quickly and effectively from the temperature data collected by thermal imagers, this study combines dropout, nonlinear wavelet transform coefficient enhancement (NLWTCE), and convolutional neural network (CNN) algorithm to identify the motor image. Firstly, the image dataset of the motor is established according to the data collected by the thermal imager and the data image is enhanced by nonlinear wavelet transform (NLWT). Then an improved CNN (ICNN) model is built to identify the image with the extracted features as the final recognition features. Finally, compared with the normal motor images, the faulty motor images are effectively and accurately identified. The experimental results show that the ICNN model not only has a high recognition accuracy but also further simplifies the complex extraction of image features. The validity and reasonableness of the method are verified, and the method is suitable for engineering application.

    参考文献
    [1] 李亚召, 云利军, 叶志霞, 等. 基于卷积神经网络的霉变烟叶图像识别方法研究. 计算机工程与科学, 2021, 43(3): 473–479. [doi: 10.3969/j.issn.1007-130X.2021.03.012
    [2] 刘欢, 陈力, 田建涛, 等. 红外诊断技术在电机故障诊断中的应用. 装备制造技术, 2014, (9): 255–256, 262. [doi: 10.3969/j.issn.1672-545X.2014.09.096
    [3] 王新杰, 董志学, 潘颖辉. 机车牵引电机声音检测与故障诊断系统应用研究. 计算机应用与软件, 2016, 33(10): 103–107, 171. [doi: 10.3969/j.issn.1000-386x.2016.10.023
    [4] 张明杰, 曾祥东. HXN3型机车牵引电机故障诊断技术研究. 中国新技术新产品, 2016, (2): 44–45. [doi: 10.13612/j.cnki.cntp.2016.02.034
    [5] 郑小霞, 周国旺, 任浩翰, 等. 基于变分模态分解和排列熵的滚动轴承故障诊断. 振动与冲击, 2017, 36(22): 22–28. [doi: 10.13465/j.cnki.jvs.2017.22.004
    [6] 胡耀斌, 谢静, 胡良斌. 基于神经网络与小波变换的滚动轴承故障诊断. 机械设计与研究, 2013, 29(6): 33–35. [doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2013.06.011
    [7] Wang F, Jiang HK, Shao HD, et al. An adaptive deep convolutional neural network for rolling bearing fault diagnosis. Measurement Science and Technology, 2017, 28(9): 095005. [doi: 10.1088/1361-6501/aa6e22
    [8] 符羽. 基于卷积神经网络的三相异步电机故障诊断方法研究[硕士学位论文]. 南昌: 华东交通大学, 2021.
    [9] 李志军, 陈伟根, 周湶, 等. 基于改进深度学习混合网络与小波分析的电机故障诊断方法. 三峡大学学报(自然科学版), 2021, 43(6): 94–99. [doi: 10.13393/j.cnki.issn.1672-948x.2021.06.015
    [10] Sun TC, Wang YL, Yang J, et al. Convolution neural networks with two pathways for image style recognition. IEEE Transactions on Image Processing, 2017, 26(9): 4102–4113. [doi: 10.1109/TIP.2017.2710631
    [11] 王红君, 刘冬生, 岳有军. 基于小波分析和神经网络的电机故障诊断方法研究. 电气传动, 2010, 40(3): 69–73. [doi: 10.3969/j.issn.1001-2095.2010.03.017
    [12] 杨柏. 基于改进卷积神经网络永磁电机故障诊断方法研究[硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳工程学院, 2020.
    [13] 毛向向, 王红军, 韩凤霞, 等. 基于深度卷积神经网络的机电系统故障分类识别方法. 电子测量与仪器学报, 2021, 35(2): 87–93. [doi: 10.13382/j.jemi.B2003659
    [14] Zhou YC, Gao ZX. Intelligent recognition of medical motion image combining convolutional neural network with Internet of Things. IEEE Access, 2019, 7: 145462–145476. [doi: 10.1109/ACCESS.2019.2945313
    [15] Wang Z, Bovik AC, Sheikh HR, et al. Image quality assessment: From error visibility to structural similarity. IEEE Transactions on Image Processing, 2004, 13(4): 600–612. [doi: 10.1109/TIP.2003.819861
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龙慧,马家庆,吴钦木,何志琴,陈昌盛,覃涛.基于NLWT系数增强的随机失活CNN电机运行状态检测.计算机系统应用,2023,32(3):345-351

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  • 收稿日期:2022-08-22
  • 最后修改日期:2022-09-22
  • 在线发布日期: 2022-11-29
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