31 / 2021-08-30 23:10:09

基于滑动窗口一维卷积自编码器的滚动轴承故障实时检测

滚动轴承；卷积自编码器；边缘计算；滑动窗口；故障检测

针对滚动轴承故障检测中特征自适应问题以及工业互联网边缘计算需求，提出一种无监督滚动轴承故障检测算法，滑动窗口一维卷积自动编码器（SW1DCAE），可以直接从传感器原始信号提取特征，提高了检测准确度。此外，该网络模型占据存储空间小，运算量低，可以搭载在嵌入式系统进行在线检测。首先，将一维卷积和自编码器有效结合，同时加入节点随机丢弃技巧，提高模型的学习能力、防止过拟合；然后，将滑动窗口算法引入模型，针对性的塑造样本，提高模型性能，控制模型响应时间；最后，将样本重构误差和阈值进行比较，判断轴承运行是否正常。通过西储大学数据集验证表明，这种无监督故障检测算法有良好的准确率和F1 Score评分，模型的响应时间达10ms以内，可用于实时检测，且性能优于传统的自编码器（autoencoder, AE）等算法。