CWT-CNN-SABO-LSSVM | Matlab实现基于CWT-CNN-SABO-LSSVM对滚动轴承的故障诊断

CWT-CNN-SABO-LSSVM | Matlab实现基于CWT-CNN-SABO-LSSVM对滚动轴承的故障诊断

分类效果

基本描述

基于CWT-CNN-SABO-LSSVM对滚动轴承的故障诊断
matlab代码
数据采用的是凯斯西储大学数据
该模型进行故障诊断的具体步骤如下：
1）连续小波变换(CWT)将原始的振动信号转化为时频图；
2）将时频图像输入二维卷积神经网络(CNN)进行自适应故障特征提取;
3）取全连接层结果作为最小二乘支持向量机的输入，采用SABO算法对LSSVM的两个关键参数进行优化，完成多级分类任务；
4）利用T-SNE实现样本分布可视化

程序设计

• 完整程序和数据获取方式私信回复Matlab实现基于CWT-CNN-SABO-LSSVM对滚动轴承的故障诊断。

%% 建立模型
lgraph = layerGraph();                                                   % 建立空白网络结构
tempLayers = [
    sequenceInputLayer([num_dim, 1, 1], "Name", "sequence")              % 建立输入层，输入数据结构为[num_dim, 1, 1]
    sequenceFoldingLayer("Name", "seqfold")];                            % 建立序列折叠层
lgraph = addLayers(lgraph, tempLayers);                                  % 将上述网络结构加入空白结构中
tempLayers = [
    convolution2dLayer([3, 1], 16, "Name", "conv_1", "Padding", "same")  % 建立卷积层,卷积核大小[3, 1]，16个特征图
    reluLayer("Name", "relu_1")                                          % Relu 激活层

lgraph = addLayers(lgraph, tempLayers);                                  % 将上述网络结构加入空白结构中

tempLayers = [
    sequenceUnfoldingLayer("Name", "sequnfold")                          softmaxLayer("Name", "softmax")                                  % softmax激活层
    classificationLayer("Name", "classification")];                  % 分类层
lgraph = addLayers(lgraph, tempLayers);                              % 将上述网络结构加入空白结构中
lgraph = connectLayers(lgraph, "seqfold/out", "conv_1");             % 折叠层输出 连接 卷积层输入
lgraph = connectLayers(lgraph, "seqfold/miniBatchSize", "sequnfold/miniBatchSize"); 
                                                                     % 折叠层输出连接反折叠层输入
lgraph = connectLayers(lgraph, "relu_2", "sequnfold/in");            % 激活层输出 连接 反折叠层输入

%% 参数设置
options = trainingOptions('adam', ...     % Adam 梯度下降算法
    'MaxEpochs', 500,...                 % 最大训练次数 
    'InitialLearnRate', best_lr,...          % 初始学习率为0.001
    'L2Regularization', best_l2,...         % L2正则化参数
    'LearnRateSchedule', 'piecewise',...  % 学习率下降
    'LearnRateDropFactor', 0.1,...        % 学习率下降因子 0.1
    'LearnRateDropPeriod', 400,...        % 经过训练后 学习率为 0.001*0.1
    'Shuffle', 'every-epoch',...          % 每次训练打乱数据集
    'ValidationPatience', Inf,...         % 关闭验证
    'Plots', 'training-progress',...      % 画出曲线
    'Verbose', false);

%% 训练
net = trainNetwork(p_train, t_train, lgraph, options);

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/article/details/129036772?spm=1001.2014.3001.5502
[2] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/article/details/128690229