CNN-BIGRU-Attention基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-雙向門控循環(huán)單元結(jié)合注意力機(jī)制分類預(yù)測,多特
?作者簡介:熱愛科研的Matlab仿真開發(fā)者,修心和技術(shù)同步精進(jìn),
代碼獲取、論文復(fù)現(xiàn)及科研仿真合作可私信。
??個(gè)人主頁:Matlab科研工作室
??個(gè)人信條:格物致知。
更多Matlab完整代碼及仿真定制內(nèi)容點(diǎn)擊??
智能優(yōu)化算法?? ? ??神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測?? ? ??雷達(dá)通信?? ? ?無線傳感器?? ? ? ?電力系統(tǒng)
信號(hào)處理?? ? ? ? ? ? ?圖像處理?? ? ? ? ? ? ??路徑規(guī)劃?? ? ??元胞自動(dòng)機(jī)?? ? ? ?無人機(jī)
?? 內(nèi)容介紹
故障診斷一直是工業(yè)領(lǐng)域中一個(gè)重要的任務(wù),它可以幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。近年來,隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷方法得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。本文將介紹一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-雙向門控循環(huán)單元結(jié)合注意力機(jī)制的故障診斷算法流程,稱為CNN-BIGRU-Attention。
首先,我們需要明確故障診斷的目標(biāo)和流程。故障診斷的目標(biāo)是根據(jù)設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)和其他相關(guān)信息,判斷設(shè)備是否存在故障,并確定故障的類型和原因。故障診斷的流程一般包括數(shù)據(jù)采集、特征提取、模型訓(xùn)練和故障判斷等步驟。
在數(shù)據(jù)采集階段,我們需要收集設(shè)備傳感器的數(shù)據(jù),例如溫度、壓力、振動(dòng)等。這些數(shù)據(jù)可以通過傳感器設(shè)備或者數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取,并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中供后續(xù)處理使用。
在特征提取階段,我們需要從原始數(shù)據(jù)中提取有用的特征,以便于后續(xù)的模型訓(xùn)練和故障判斷。傳統(tǒng)的特征提取方法通?;陬I(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),但這種方法往往需要大量的人工參與和專業(yè)知識(shí),并且很難適應(yīng)不同設(shè)備和故障類型的需求。而基于深度學(xué)習(xí)的方法可以自動(dòng)學(xué)習(xí)和提取數(shù)據(jù)中的特征,具有更好的適應(yīng)性和泛化能力。
在模型訓(xùn)練階段,我們使用已經(jīng)標(biāo)注好的故障數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集,通過深度學(xué)習(xí)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)可以有效地提取數(shù)據(jù)的空間特征,而雙向門控循環(huán)單元(BIGRU)可以捕捉數(shù)據(jù)的時(shí)序特征。這兩種模型結(jié)合起來可以更好地處理時(shí)間序列數(shù)據(jù),并提高故障診斷的準(zhǔn)確性和效率。
在故障判斷階段,我們使用訓(xùn)練好的模型對新的未知數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和判斷。注意力機(jī)制可以幫助模型更加關(guān)注重要的特征和時(shí)間點(diǎn),提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過對預(yù)測結(jié)果的分析和判斷,我們可以確定設(shè)備是否存在故障,并進(jìn)一步確定故障的類型和原因。
總結(jié)起來,本文介紹了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-雙向門控循環(huán)單元結(jié)合注意力機(jī)制的故障診斷算法流程。這種方法通過自動(dòng)學(xué)習(xí)和提取數(shù)據(jù)中的特征,能夠更好地適應(yīng)不同設(shè)備和故障類型的需求。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該方法在故障診斷的準(zhǔn)確性和效率上都取得了很好的結(jié)果,具有較高的應(yīng)用價(jià)值和推廣潛力。希望本文的研究能夠?yàn)楣I(yè)領(lǐng)域的故障診斷提供新的思路和方法。
?? 部分代碼
%% ?清空環(huán)境變量
warning off ? ? ? ? ? ? % 關(guān)閉報(bào)警信息
close all ? ? ? ? ? ? ? % 關(guān)閉開啟的圖窗
clear ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 清空變量
clc ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 清空命令行
%% ?導(dǎo)入數(shù)據(jù)
res = xlsread('數(shù)據(jù)集.xlsx');
%% ?劃分訓(xùn)練集和測試集
temp = randperm(357);
P_train = res(temp(1: 240), 1: 12)';
T_train = res(temp(1: 240), 13)';
M = size(P_train, 2);
P_test = res(temp(241: end), 1: 12)';
T_test = res(temp(241: end), 13)';
N = size(P_test, 2);
%% ?數(shù)據(jù)歸一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test ?= mapminmax('apply', P_test, ps_input);
t_train = ind2vec(T_train);
t_test ?= ind2vec(T_test );
?? 運(yùn)行結(jié)果


?? 參考文獻(xiàn)
[1] 安文杰,陳長征,田淼,等.基于MSCNNSA-BiGRU的變工況風(fēng)電機(jī)組滾動(dòng)軸承故障診斷研究[J].機(jī)電工程, 2022(008):039.
[2] 李玲.燃煤電站SCR脫硝系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模與復(fù)合優(yōu)化控制研究[J].[2023-10-29].
[3] 林靖皓,秦亮曦,蘇永秀,等.基于自注意力機(jī)制的雙向門控循環(huán)單元和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芒果產(chǎn)量預(yù)測[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用, 2020, 40(S01):5.DOI:10.11772/j.issn.1001-9081.2019091537.
[4] 王偉,孫玉霞,齊慶杰,等.基于BiGRU-attention神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的文本情感分類模型[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究, 2019, 036(012):3558-3564.DOI:10.19734/j.issn.1001-3695.2018.07.0413.