非平稳故障诊断与混合系统故障检测方法研究
1. 基于局部波神经网络的非平稳故障诊断
在非平稳故障诊断领域,局部波神经网络展现出了独特的优势。当参数 a 为 10,b 为 5,c 为 10,频率 f1 为 5Hz,f2 为 10Hz,f3 为 25Hz 时,模拟信号的时域波形以及局部波分解的本征模态权重如图 1 所示(为清晰展示,仅给出部分数据,采样频率为 1000Hz)。从图中可以看出,局部波能够有效地将复杂的多振荡信号分解为各个模态权重。后续将这些本征模态权重作为特征输入到构建的网络中,从而得到局部波神经网络。
1.1 RBFN 的构建
RBF 神经网络在模式识别方面与反向传播神经网络(BPNN)有相似之处,广泛应用于在线和离线的非线性自适应建模与控制。不过,BP 神经网络在实际应用中存在一些不足,如学习收敛速度慢、容易陷入局部极小值,且初始数据对学习性能影响较大。
RBF 神经网络是一种神经元分类器,其神经中心变换函数能形成多个分段接收域,构成复杂的决策场。它通过输入 - 输出对的训练集,利用训练算法学习从输入到输出的非线性映射,本质上是对非线性映射的近似。该网络包含输入节点层、中间非线性处理层和线性输出层,中间非线性处理层通常采用径向对称神经元函数,最常用的是高斯函数,表达式如下:
[R_i = \exp\left(-\frac{|x - c_i|^2}{2\sigma_i^2}\right), i = 1,2,\cdots,N]
其中,x 是 n 维输入向量,ci 是与 x 同维度的神经网络中心,σi 表示宽度的标量值,m 是中间层的单元数,‖x - ci‖表示 x 与 ci 之间的欧几里得距离。
神经网络的
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