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基于正交半监督局部Fisher判别分析的故障诊断
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH165[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400030, [2]河南工业大学机电工程学院,郑州450007
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275546,51375514)和高等学校博士学科点专项科研基金(20130191130001)资助项目.
中文摘要:

针对有标记故障样本不足和故障特征集维数过高的问题,提出基于正交半监督局部 Fisher 判别分析(Orthogonal semi-supervised local Fisher discriminant analysis, OSELF)的故障诊断方法。所提出的OSELF能够充分地利用蕴含于无标记故障样本中的故障信息,避免了因有标记故障样本不足引起的过学习问题,同时采用正交迭代方式求解最优正交映射矩阵,克服现有方法无法得到正交映射矩阵的不足。正交映射矩阵的基矢量统计不相关,可有效地提高所得低维特征矢量的可辨识性。通过正交映射矩阵对故障样本集和新增样本进行维数约简,并将维数约简的结果输入粗糙优化k最近邻分类器(Coarse to fine k nearest neighbor classifier, CFKNNC)进行学习训练和故障识别。所提方法集成了OSELF在维数约简和CFKNNC在模式识别的优势,有效地提高了故障诊断的精度。通过齿轮箱故障模拟试验验证了该方法的有效性。

英文摘要:

Fault diagnosis method based on orthogonal semi-supervised local Fisher discriminant analysis(OSELF) is proposed, aiming to solve the problem of inadequate number of labeled fault samples and high dimensionality of the feature set. A new dimensionality reduction method named OSELF is proposed combining orthogonal iteration algorithm with semi-supervised local Fisher discriminant analysis(SELF), which can effectively utilize the fault information supported by the labeled and unlabeled fault samples to embed the fault samples into the low-dimensional subspace without the over-fitted problem. The basis vectors of the orthogonal projection matrix are statically uncorrelated, and the discriminations of the obtained low-dimensional fault feature vectors are improved. Then the low-dimensional fault samples are fed into coarse to fine k nearest neighbor classifier(CFKNNC) to recognize the fault type. The proposed method integrated the advantages of OSELF in dimension reduction and CFKNNC in pattern recognition and effectively improved the accuracy of fault diagnosis. The validity of the proposed method is verified by the instance of the fault diagnosis of a gearbox.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603