Research and Application of Deep Reinforcement Learning in Rotating Machinery Fault Diagnosis Under Unbalanced Samples Condition

强化学习 断层(地质) 人工智能 计算机科学 分歧(语言学) 功能(生物学) 国家(计算机科学) 机器学习 算法 语言学 哲学 进化生物学 地震学 生物 地质学
作者
Zhe Cheng,Wei Lei,Junsheng Cheng,Niaoqing Hu
出处
期刊:Mechanisms and machine science 卷期号:: 615-627
标识
DOI:10.1007/978-3-031-26193-0_55
摘要

Due to the rotating machinery is a healthy state most of the time and it is difficult to obtain enough fault data, historical data will be highly skewed to the health state, which affects the accuracy of the intelligent fault diagnosis method based on conventional deep learning (DL). In other to improve the performance of DL algorithm under unbalanced samples, a deep reinforcement learning algorithm based on actor-critic architecture combining reinforcement learning (RL) and DL is proposed in this paper, it uses DL as a basic learner to perceive input information and uses RL as decision maker to determine the health status or fault type of rotating machinery. In proposed algorithm, reward function is improved in the actor module which increases reward when agent correctly recognizes the fault classification and encourages agents to pay attention to minority fault samples, Jensen–Shannon (JS) divergence is used to calculate the distance between agent output action distribution and target distribution to relieve the reward sparsity issue in the initial training stage. In addition, an improved exploration strategy is designed, its greedy factor decreases with epochs to explore the external environment as much as possible in the initial training stage. Finally, an advanced weighted regression is introduced as a loss function to ensure that the agent updates in a beneficial direction. The experiment on PHM2009 gearbox challenge data demonstrates that the improved actor-critic framework is helpful to guide the intelligent diagnosis model based on DL to better deal with unbalanced data.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
跳跃幼荷完成签到,获得积分10
刚刚
云竹丶完成签到,获得积分10
刚刚
姐姐完成签到,获得积分10
刚刚
慕青应助pharmstudent采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
张文杰完成签到,获得积分10
1秒前
gzj完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
ldp完成签到 ,获得积分10
3秒前
苹果万恶完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
平芜尽处发布了新的文献求助10
3秒前
lee_someone完成签到,获得积分10
4秒前
开放金连发布了新的文献求助10
5秒前
丘比特应助欲由心生采纳,获得10
5秒前
小马甲应助高兴的妙旋采纳,获得10
5秒前
常富育完成签到,获得积分10
6秒前
合适缘分完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
明明发布了新的文献求助10
7秒前
kangkang完成签到,获得积分10
7秒前
liu完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
自觉巨人完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
脸小呆呆发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Cwl111完成签到 ,获得积分10
8秒前
狂妄完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏应助薛而不思则罔采纳,获得10
9秒前
rwSSS发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
清秋完成签到,获得积分10
10秒前
漂亮素完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7128541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8779091
关于积分的说明 18558946
捐赠科研通 6709818
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3151245
关于科研通互助平台的介绍 2274142
邀请新用户注册赠送积分活动 2125507