基于预训练GoogleNet模型和迁移学习的齿轮箱故障检测方法

作者：杨魏华,阮爱国,黄国勇. 日期：2024-03-06/span> 浏览：484 查看PDF文档

摘要:针对以往齿轮箱故障诊断中特征处理算法繁琐、人为因素影响较大等问题,提出了一种基于预训练GoogleNet模型和迁移学习(TL)的故障诊断方法。首先,利用连续小波变换(CWT)将离散时间序列转变为二维小波尺度图，构建了样本集;然后,对预训练模型进行了结构微调及参数微调使其符合任务需求,利用处理得到的训练样本对微调后的模型进行了微训练,使其达到理想精度,然后保存模型,再将其应用于故障分类任务;最后,为了对上述模型的可行性进行验证,利用昆明理工大学控制与优化重点实验室的平行齿轮箱数据以及东南大学的行星齿轮箱数据对微调模型进行了验证。研究结果表明:相比于传统卷积神经网络(CNN)以及未经预训练的GoogleNet模型,基于预训练GoogleNet模型和迁移学习的故障诊断方法在训练样本较少的情况下,其分类准确率均值仍然高达97.40%,且模型的收敛速度更快,对计算机算力的依赖程度更低。微调模型高层的方法能根据任务分类情况个性化设置模型输出,因此该模型能够适用于不同的场景。
关键词:变速器;预训练网络;迁移学习;连续小波变换;尺度图;卷积神经网络
中图分类号:TH132.41文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)02-0262-09

杨魏华,阮爱国,黄国勇.基于预训练GoogleNet模型和迁移学习的齿轮箱故障检测方法［J］.机电工程,2024,40(2):262-270.
YANG Weihua, RUAN Aiguo, HUANG Guoyong. Gearbox fault detection based on pre-trained GoogleNet modal and transfer learning［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,40(2):262-270.