CapsFormer: A Novel Bearing Intelligent Fault Diagnosis Framework With Negligible Speed Change Under Small-Sample Conditions

稳健性(进化) 方位(导航) 断层(地质) 计算机科学 短时傅里叶变换 特征提取 人工智能 时域 模式识别(心理学) 工程类 傅里叶变换 傅里叶分析 计算机视觉 数学 数学分析 地质学 地震学 基因 生物化学 化学
作者
Yong Xu,Hui Tao,Weihua Li,Yong Zhong
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:72: 1-11 被引量:18
标识
DOI:10.1109/tim.2023.3318693
摘要

In actual industrial production, the load and speed of bearings are complex and changeable. However, most existing research on bearing fault diagnosis is based on constant speed conditions, and studies on bearing fault diagnosis at time-varying speeds are limited. Additionally, the scarcity of fault data further hinders practical applications of theoretical models developed so far. Thus, CapsFormer, a novel bearing intelligent fault diagnosis framework with negligible speed change under small-sample conditions, is proposed in this study. This framework combines the power of capsule network (CapsNet) and Transformer. It converts 1D time-domain samples into 2D time-frequency representations (TFRs) through short-time Fourier transform (STFT). Then it employs the idea of CapsNet to extract ordered spatial features from the TFRs of samples. On this basis, combined with the self-attention learning mechanism, it excavates deep fault features to promote the correct identification of bearing fault types by the model. Through experiments conducted under constant speed and time-varying speed conditions, the model was validated, demonstrating its superior performance compared to six other deep learning methods in bearing fault diagnosis under small sample sizes. These results strongly indicate the robustness of CapsFormer in addressing speed changes during bearing fault diagnosis.
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
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
脑洞疼应助star采纳,获得10
刚刚
wanci应助abcdefg采纳,获得10
刚刚
1秒前
jose发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
旷野完成签到,获得积分10
1秒前
现代不愁发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
多情似无琴完成签到 ,获得积分20
3秒前
天天快乐应助愤怒的嚣采纳,获得10
4秒前
theinu发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
酷盖发布了新的文献求助10
6秒前
bellla完成签到,获得积分10
7秒前
端阳发布了新的文献求助10
7秒前
CodeCraft应助无风采纳,获得10
7秒前
www完成签到,获得积分10
9秒前
唧鸡复鸡唧完成签到 ,获得积分10
10秒前
奋斗的萝发布了新的文献求助20
10秒前
xx完成签到,获得积分20
10秒前
余铸海发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
小二郎应助daniel666采纳,获得10
14秒前
molihuakai应助wzh采纳,获得10
15秒前
唧鸡复鸡唧关注了科研通微信公众号
16秒前
18秒前
18秒前
虚幻的海白完成签到,获得积分10
18秒前
愤怒的嚣发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
葛子靖发布了新的文献求助10
19秒前
情怀应助lzy采纳,获得10
19秒前
YZQ完成签到,获得积分10
21秒前
dgqz发布了新的文献求助30
21秒前
JofferyChan发布了新的文献求助100
24秒前
he完成签到,获得积分10
24秒前
南湖秋水发布了新的文献求助10
25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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222932
关于积分的说明 17427862
捐赠科研通 5456380
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883487
邀请新用户注册赠送积分活动 1859773
关于科研通互助平台的介绍 1701151