基于深度学习的轴承故障识别

毕设题目:基于深度学习的轴承故障识别。这个博客用来记录和整理毕设过程中遇到的一些问题,看的一些参考资料等。


目录

轴承故障识别_实验过程

深度学习相关笔记

Tensorflow学习笔记

无归类杂项

一些很有用的网站、工具、资料

代码


轴承故障识别_实验过程

1.滚动轴承概述

2.CWRU数据集

3.环境 用的框架,配置环境,主要参考等

4.选择神经网络

5.数据预处理

6.构建基础的LSTM模型

7.构建基础的CNN模型

8.LSTM与CNN对比

9.优化模型

10.总结及常见问题

深度学习相关笔记

1.一个选拔的故事(acc,loss,val_acc,val_loss的区别)

2.正则化(L1,L2)几何理解

3.激活函数笔记

4.神经网络发展史

Tensorflow学习笔记

1.在ubuntu安装tensorflow

无归类杂项

没啥归类的八卦和吐槽

1.关于提出神经网络概念的McCulloch和Pitts 神经网络开山大作的两个人

2.【吐槽】到底有多少机械故障是由轴承导致的?

3.彩蛋:讯飞语音移植到nao机器人1-安装相关组件   我室友的毕设,我觉得用ros应该能做,试试玩玩

4.彩蛋:讯飞语音移植到nao机器人2-用ROS控制NAO测试

5. RNN:循环神经网络or递归神经网络

一些很有用的网站、工具、资料

1.keras官方中文文档

2.keras第三方中文文档(已停止更新)

3.凯斯西储大学数据集官网

4.在github下载CWRU数据集 官网要翻墙,如果在官网无法下载可从此下载

5.神经网络可视化工具-draw_convnet  github上的项目,一个py工具,依赖于numpy和matplotlib两个包,使用便捷,修改里面的一些参数就可以实现神经网络可视化,比keras自带的可视化工具更直观更美观

6.邱锡鹏的神经网络与深度学习  含泪推荐,真的很好,出书了我肯定买

7.中国大学mooc 北京大学曹健老师开设的 人工智能实践:Tensorflow笔记 忘了推荐这个了,我的入门课,第一章的安装双系统安装anaconda视频也是教科书了哈哈哈

8.NN-SVG 也是一个很好用的神经网络可视化工具,能画三种风格的可视化图形,而且网页输入直接就能生成,很好用。

9.OKAI 一个超酷的可以快速了解人工智能的网页,很有设计感


代码

github:GitHub - zhangjiali1201/Keras_bearing_fault_diagnosis

说明:

1.数据预处理的代码并不是我写的,是带我毕设的学长的同学的代码,还挺巧的,在github上找参考程序找到同校学长的代码,链接在此。数据预处理的想法则来自哈工大张伟的论文,链接在此。如果使用,该引用引用该标星标星,请务必尊重原作者的成果。

2.对于没基础的人,深度学习入手不难;对于有基础的人,想做的更好很难。祝诸位研途顺利,早发paper。

### 使用深度学习进行故障检测的基础教程 #### 一、了解基本概念 在深入探讨如何利用深度学习实现故障检测之前,先要理解几个核心的概念。故障检测是指通过监测设备运行状态来判断是否存在异常情况的过程。随着工业自动化程度不断提高,传统的基于规则的方法逐渐难以满足复杂系统的实时性和准确性需求,而深度学习凭借强大的特征提取能力,在这一领域展现出巨大潜力。 #### 二、构建数据集 对于任何机器学习项目来说,高质量的数据都是成功的关键因素之一。当涉及到机械部件如轴承时,通常可以从振动信号、温度变化等多个维度收集信息作为输入特征[^2]。这些原始数据可能需要经过预处理才能被有效地用于训练模型;例如去除噪声干扰或是调整采样频率等操作。 #### 三、选择合适的网络架构 卷积神经网络(CNNs) 和循环神经网络(RNNs),特别是长短时记忆(LSTM)单元,在时间序列预测方面表现优异,因此非常适合处理来自传感器的时间连续型测量值。此外,近年来兴起的自注意力机制Transformer结构也被证明能够很好地捕捉长期依赖关系并提高诊断精度[^1]。 #### 四、防止过拟合现象的发生 为了避免模型过度拟合特定样本而导致泛化能力下降的问题,除了采用交叉验证外还可以引入一些正则项比如L2范数惩罚或者应用dropout技术——即随机失活部分节点及其相连权重以增强鲁棒性[^4]。 ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Dropout, Dense model = tf.keras.Sequential([ ..., Dropout(0.5), # 添加Dropout层 Dense(units=...) ]) ``` #### 五、评估与调优 完成初步建模之后,应当使用独立测试集合对算法效果进行全面检验,并依据实际业务场景设定合理的性能指标体系(如准确率、召回率)。如果发现某些类型的错误频繁发生,则可以通过增加该类别的代表性实例数量来进行针对性改进。
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