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基于基尼的深度解卷积方法在机械装备故障诊断中的应用研究

2024-08-06分类号:TH17;TP18

【作者】石惠芳   苗永浩   夏雨
【部门】北京航空航天大学可靠性与系统工程学院  
【摘要】解卷积方法是机械装备故障诊断的有力工具,但传统研究仍属于浅层特征提取,难以处理极低信噪比情况。针对此问题,在传统解卷积理论的基础上引入特征学习思想,提出一种基于基尼指数(Gini index, GI)的稀疏特征深度解卷积方法 (GI-based sparse deep deconvolution, GI-SDD)进行机械装备早期故障诊断。采用频带均分策略初始化输入层滤波器,为后续解卷提供方向。以能够表征机械故障稀疏特征的GI作为损失函数,指导深度网络进行训练。基于广义的特征向量法(eigenvector algorithm, EVA)执行权重优化,进而对微弱故障特征进行逐层学习。利用相关系数和包络谱峭度(envelope kurtosis, EK)准则联合评价故障信息,降维输出最为显著的故障分量。经仿真分析及试验验证,所提方法对背景噪声具有强鲁棒性,故障特征得到显著加强,其EK值相较于传统MED和MGID结果分别提升163.43%和187.11%。
【关键词】基尼指数  特征向量法  深度解卷积  特征学习  故障诊断
【基金】国家重点研发计划资助项目(2021YFB2500604)
【所属期刊栏目】工业工程
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