Pyhon在振动信号处理中的高级应用(十):监督式特征的选择方法(Fisher Score、ReliefF)

本文介绍了在振动信号处理的监督式故障诊断中,如何使用Fisher Score和ReliefF进行特征选择。通过计算原理和Python实现,详细解释了这两种方法如何帮助去除无关和冗余特征,提升故障诊断效率。

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一、概述

  前文对如何对振动信号进行降噪处理及如何提取振动信号特征已经进行了较为系统的介绍,下面我们接着往下走,开始进入特征选择阶段。特征选择即对振动信号特征去除无关和冗余特征,实现维数的约减。当完成特征选择后,我们只需要采集和计算这些相关特征即可,可以大大提升故障诊断效率。
  目前,根据是否已知故障类别,我们可以将基于振动信号的故障诊断分为监督式和非监督式两种。对于监督式我们常采用Fisher Score、ReliefF、F_Score、Chi-square Score、mRMR方法,而对于非监督式,我们常采用Laplacian Score、Category Utility、Expectation Maximisation和Q- α \alpha

Python振动信号处理中有广泛的应用振动信号处理是研究和分析机械、结构等系统在运动过程中产生的振动信号Python作为一种通用的编程语言,提供了丰富的振动信号处理工具和库,方便了工程师和研究人员对振动信号进行分析和处理。 Python中最为常用的振动信号处理库是SciPy。SciPy提供了许多用于实现振动信号处理的函数和工具,例如傅立叶变换、滤波器设计、频谱分析等。通过SciPy,可以对振动信号进行时域分析、频域分析、子空间分析、阶次分析等,从而了解信号的特性和性能。 除了SciPy外,还有其他一些Python库可用于振动信号处理,例如NumPy、Matplotlib和Pandas。NumPy提供了高效的数值计算功能,可以快速处理大量的振动数据;Matplotlib可用于绘制振动信号的时域图、频域图和阶次图等,直观地展示信号的变化趋势;Pandas提供了数据分析和处理工具,可以方便地进行数据清洗和处理。 此外,Python还可以通过各种机器学习算法来对振动信号进行分析和预测。使用机器学习技术,可以从振动信号中提取出有用的特征,并建立模型来预测系统的状态和寿命。常见的机器学习库包括Scikit-learn和TensorFlow。 总之,Python作为一种强大的编程语言,在振动信号处理领域有着广泛的应用。通过丰富的振动信号处理工具和库,Python为工程师和研究人员提供了便捷、高效的数据分析和处理方法,帮助他们更好地理解和优化振动系统的性能。
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