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模型简介:
● 数据集:CWRU西储大学轴承数据集
● 环境框架:python 3.9 pytorch 1.8 及其以上版本均可运行
● 准确率:测试集100%
● 使用对象:论文需求、毕业设计需求者
● 代码保证:代码注释详细、即拿即可跑通。
注意:我们还有配套的模型讲解(方便学习网络结构)和参数调节讲解!有毕业设计或者发小论文需求的同学必看,模块丰富,创新度高,性能优越!!
创新点:
基于 2D-SwinTransformer + BiGRU-GlobalAttention 的高创新模型
创新度高,效果明显!!
1.预处理部分:
结合快速傅里叶变换FFT和变分模态分解VMD来进行信号的时频、域特征提取,能够挖掘故障信号中的多尺度特征;(独家原创)
2.我们创造性的提出把一维故障信号不转为二维图片(对数据进行堆叠)进行基于顶会模型 SWinTransformer 的2D卷积学习,利用其窗口注意力机制提取故障信号的局部特征;(独家原创)
3. 提出一种基于GlobalAttention优化的BiGRU网络模型来提取故障信号预处理后的多尺度特征的全局时域特征;(独家原创)
4.通过并行模型融合两个分支提取的局部特征和全局时域特征,从而提高特征的表示能力来实现故障信号的识别,取得了极佳的效果!
前言
本文基于凯斯西储大学(CWRU)轴承数据,进行快速傅里叶变换(FFT)和变分模态分解VMD的数据预处理,最后通过Python实现基于2D-SWinTransformer + BiGRU-GlobalAttention并行的特征融合模型对故障数据的分类。
1 轴承故障数据的预处理
1.1 导入数据
参考之前的文章,进行故障10分类的预处理,凯斯西储大学轴承数据10分类数据集:
train_set、val_set、test_set 均为按照7:2:1划分训练集、验证集、测试集,最后保存数据
1.2 故障FFT变换可视化
1.3 故障VMD分解可视化
1.4 故障数据的特征预处理数据集制作
2 基于2D-SwinTransformer + BiGRU-GlobalAttention的轴承故障诊断分类
2.1 设置参数,训练模型
2.2 模型评估
准确率、精确率、召回率、F1 Score
故障十分类混淆矩阵:
其他可视化图:
(1)分类标签可视化
(2)原始数据 t-SNE特征可视化
(3)模型训练后的 t-SNE特征可视化:
模型分类效果显著,50个epoch,准确率100%,快速傅里叶变换(FFT)和变分模态分解(VMD)可以有效地挖掘信号中的多尺度特征,2D-SwinTransformer + BiGRU-GlobalAttention创新模型能够充分提取轴承故障信号的空间和时序特征,收敛速度快,性能优越,精度高,能够从故障信号频域、时域特征中属于提取出对模型识别重要的特征,效果明显,创新度高!