基于深度学习的动车组轴箱轴承故障诊断与系统开发

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随着深度学习理论的不断发展,基于深度学习的动车组轴箱轴承故障诊断理论体系逐渐完善,但其工程化问题还需要深入研究。论文以动车组轴箱轴承为研究对象,研究了故障诊断算法,并以此为基础,研发了具备再更新能力的轴承状态监测系统,并获得了较好的故障诊断效果。主要工作如下:(1)借助凯斯西储轴承数据库的数据研究了基于深度学习的轴承故障诊断建模问题,最终训练的模型达到了99.54%的准确率,验证了深度学习算法可以有效应用于轴承故障诊断;(2)针对监测系统实时推断需要对时域数据具有平移不变性的特点,引入小偏移切片-数据重采样技术增强数据集,进而使获得的模型具有输入时移不变性;(3)结合动车组轴箱轴承状态监测系统的实际情况和深度学习特性,确定了系统需求,基于此设计了基于深度学习监测系统的总体架构并搭建了车载硬件系统;(4)开发实现了以模型推断为目的的车载系统和以模型再更新为目的的传输模块及地面系统,最后在CRH2模拟试验台上验证了系统功能。图64幅,表19个,参考文献60篇,代码18724行。
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