电气工程与系统科学 > 信号处理
            [提交于 2022年12月30日
            
            
            
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          标题: 基于相似性的旋转机械预测性维护框架
标题: Similarity-Based Predictive Maintenance Framework for Rotating Machinery
摘要: 在智能制造中,数据驱动技术常用于旋转机械的工况监测和故障诊断。 经典方法使用监督学习,其中分类器在标记数据上进行训练,以预测或分类机器的不同运行状态。 然而,在大多数工业应用中,标记数据在数量和类型上都有限。 因此,它无法满足训练需求。 在本文中,通过将分类任务视为与参考样本的相似性度量,而不是监督分类任务来解决这个问题。 基于相似性的方法需要少量的标记数据,因此满足了现实工业应用的需求。 因此,本文引入了一个基于相似性的预测性维护(PdM)框架。 对于机器的每个运行状态,根据机器的运行条件生成并标记参考振动信号。 随后,使用统计时间分析、快速傅里叶变换(FFT)和短时傅里叶变换(STFT)从捕获的振动信号中提取特征。 对于每种特征类型,使用三种相似性度量,即结构相似性度量(SSM)、余弦相似性和欧几里得距离,以测量测试信号与特征空间中参考信号之间的相似性。 因此,评估了九种特征类型-相似性度量组合的设置。 实验结果证实,与基于机器学习(ML)的方法相比,基于相似性的方法在具有中等计算需求的情况下能够实现非常高的准确性。 此外,结果表明,使用FFT特征结合余弦相似性相较于其他设置会带来更好的性能。
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