基于孪生网络结构的轴承故障诊断研究

简介

针对轴承故障诊断中故障样本稀缺、深度神经网络模型在小样本条件下存在故障诊断准确度较低的问题,提出将深度神经网络扩展为孪生网络结构的框架,以提高在小样本条件下的故障诊断性能。孪生网络通过权值共享的骨干网络从样本对中提取特征,采用L1距离判定样本对的特征相似度,实现轴承故障诊断。不同于传统深度神经网络,孪生网络采取输入样本对的方法,在故障数据不足的情况下,可以提高轴承故障诊断性能。分别将不同层数的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)扩展为孪生网络结构,在实测轴承数据集上进行小样本故障诊断实验。实验结果表明,通过扩展为孪生网络结构可以提高故障诊断结果的准确率,孪生CNN网络比对应的CNN网络准确率平均提高1.08%,孪生LSTM网络比对应的LSTM网络准确率平均提高4.78%。