A novel convolutional neural network with multiscale cascade midpoint residual for fault diagnosis of rolling bearings

级联 稳健性(进化) 残余物 计算机科学 卷积神经网络 过度拟合 中点 人工智能 模式识别(心理学) 算法 人工神经网络 数学 生物化学 基因 几何学 色谱法 化学
作者
Zhiqiang Chao,Tian Han
出处
期刊:Neurocomputing [Elsevier]
卷期号:506: 213-227 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.neucom.2022.07.022
摘要

• One new 1DCNN is established by adding a midpoint residual block before the middle layer. • A multiscale cascade structure is constructed to extract features from the original data. • The feature extraction capability is improved by multiscale cascade midpoint residual. • The anti-noise robustness is greatly improved by utilizing the ELU activation function. Convolutional Neural Network (CNN) has been widely used in mechanical fault diagnosis system, and has achieved satisfactory results. However, some limitations of the number of network layers and a single fixed convolution kernel are also exposed during performing the task of fault classification. To solve these problems, this paper proposes a multiscale cascade midpoint residual convolutional neural network (MSC-MpResCNN). Firstly, a new multiscale cascade structure is introduced to extract multi-resolution features contained in the original data. Secondly, the improved midpoint residual block is adopted in each branch of multiscale cascade structure to address deep network performance degradation. In addition, exponential linear unit (ELU) replaces the original linear rectification function, which makes the noise resistance of the model stronger and increasesthe robustness and generalization. L2 weight regularization and global average pooling (GAP) are applied to the model to avoid overfitting. The feasibility of the proposed method is validated by the experiments. The results indicates that the method can obtain higher fault recognition rate compared with previous methods by multiscale cascade midpoint residual block. Furthermore, the method has great anti-noise robustness under strong noise environment.

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
聪慧冷卉完成签到,获得积分10
刚刚
南枝完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
冷傲雨寒完成签到,获得积分10
1秒前
seet发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
lumi完成签到,获得积分10
1秒前
Aurora发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Bruce完成签到,获得积分10
2秒前
Zz发布了新的文献求助10
2秒前
寒江发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
海棠完成签到,获得积分10
3秒前
绛仙旧友完成签到 ,获得积分10
3秒前
yqlmncl完成签到,获得积分10
4秒前
英勇冬瓜完成签到,获得积分10
4秒前
踏实乌冬面完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
面包糠完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
ranran完成签到,获得积分10
5秒前
Cici完成签到 ,获得积分10
5秒前
苏苏诺诺2023完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
花花发布了新的文献求助10
5秒前
可乐完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
王粒完成签到,获得积分10
6秒前
酥东坡发布了新的文献求助10
6秒前
Migrol完成签到,获得积分10
6秒前
小二郎应助YYC采纳,获得10
7秒前
7秒前
白皮憨憨完成签到,获得积分10
8秒前
HYD完成签到 ,获得积分10
8秒前
如意向真完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6035102
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7749765
关于积分的说明 16209523
捐赠科研通 5181669
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2773099
邀请新用户注册赠送积分活动 1756248
关于科研通互助平台的介绍 1641061