A lightweight improved residual neural network for bearing fault diagnosis

残余物 人工神经网络 方位(导航) 断层(地质) 计算机科学 可靠性工程 人工智能 地质学 工程类 地震学 算法
作者
Huaqing Wang,Zhenbao Fu,Tianjiao Lin,Changkun Han,Wenbo Zhang,Liuyang Song
出处
标识
DOI:10.1177/09544062241241213
摘要

Timely and accurate fault diagnosis is essential for modern industrial system reliability and safety. However, traditional bearing fault diagnosis using the residual neural network (ResNet) is limited by high parameters, computational costs, and low accuracy. To address this, a lightweight improved residual network (LIResNet) is proposed to enhance the ResNet structure. LIResNet introduces a parallel layer (PL) merging the discrete cosine transform convolutional layer (DCTConv) and the standard convolutional layer (Conv). This reduces trainable parameters, aiding feature extraction from input signals, with spectrograms preprocessed by CWT fed into the PL. Furthermore, integrating a self-attention mechanism enhances fault feature comprehension. The residual structure is refined using low-rank decomposition, reducing model complexity. This refinement, combined with a max-pooling layer and single convolutional layer, forms the downsampling residual module (DAM). The proposed batch-free normalization (BFN) and improved hard-swish activation function constitute the normalized activation module (NAM), ensuring model stability and nonlinear mapping in low-batch data situations. Experiments across bearing datasets reveal that the proposed method achieves a diagnostic accuracy of 99.8%, surpassing ResNet18′s 98.7%. Moreover, while ResNet comprises 11.18M parameters and 753.07M Flops, the proposed method uses 0.06M parameters and 49.49M Flops. These findings underscore the improved lightweight performance and diagnostic capability of our approach.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
1秒前
英俊的铭应助exersong采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
5秒前
6秒前
6秒前
ljf完成签到,获得积分20
6秒前
lezbj99发布了新的文献求助10
6秒前
小马甲应助kreatal采纳,获得10
7秒前
浮游应助JUSTs0so采纳,获得10
7秒前
杨丽发布了新的文献求助10
7秒前
jane发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
深情惜梦发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
兴奋蘑菇发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
11秒前
Mei完成签到,获得积分10
12秒前
赘婿应助辛勤笑旋采纳,获得10
12秒前
晚香玉发布了新的文献求助10
13秒前
kk子发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
kreatal完成签到,获得积分10
15秒前
CipherSage应助杨丽采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
深情惜梦发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
sxmt123456789发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
kk子完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6应助cds采纳,获得10
19秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Handbook of Social and Emotional Learning 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5132277
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4333736
关于积分的说明 13502006
捐赠科研通 4170755
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2286630
邀请新用户注册赠送积分活动 1287527
关于科研通互助平台的介绍 1228447