Noise-Resilient Bearing Fault Diagnosis via Hybrid Attention-Based Multiscale ScConv and Quaternion Transformer

变压器 四元数 方位(导航) 噪音(视频) 计算机科学 电子工程 故障检测与隔离 断层(地质) 噪声测量 声学 工程类 降噪 电气工程 人工智能 电压 执行机构 物理 数学 几何学 地震学 地质学 图像(数学)
作者
Chuang Chen,Z.D. Wang,Jiantao Shi,Dongdong Yue,Ge Shi,Cunsong Wang
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:74: 1-18 被引量:9
标识
DOI:10.1109/tim.2025.3593546
摘要

Bearings serve as vital elements within mechanical systems, and their condition significantly influences the safety and operational efficiency of the entire setup. However, existing bearing fault diagnosis methods often exhibit poor performance under high-noise conditions, struggling to effectively extract discriminative fault features. To mitigate this challenge, this paper proposes a noise-robust bearing fault diagnosis approach that integrates multi-scale spatial-channel reconstructive convolution, a hybrid attention mechanism, and a quaternion Transformer model. Specifically, multi-scale convolution is employed to capture features at various scales, and a weighted fusion strategy is utilized to strengthen the model’s adaptability to challenging noisy conditions. In addition, the hybrid attention mechanism combines spatial, channel, and global attention modules, significantly improving the expressiveness of the learned features. The quaternion Transformer module incorporates quaternion-based operations, replacing the conventional multi-head self-attention and feed-forward network, thereby further optimizing both global and local feature extraction capabilities. Experimental validation on bearing fault datasets from both CaseWestern Reserve University and Nanjing Tech University confirms the proposed method’s significant performance improvement, demonstrating enhanced diagnostic accuracy and noise immunity compared to conventional approaches under high-noise scenarios.
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
33完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
cling发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
LYWEN完成签到 ,获得积分10
6秒前
zhizhiman发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
tty发布了新的文献求助10
10秒前
桃花落完成签到,获得积分10
10秒前
Hello应助飞羽采纳,获得10
10秒前
我不李姐完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
FashionBoy应助cling采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
6542发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
我不李姐发布了新的文献求助20
16秒前
17秒前
张欢馨应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
祥子发布了新的文献求助10
17秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
顺利的纸飞机完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
迷路发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
molihuakai应助Kylin采纳,获得10
19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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Social Psychology 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7644562
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9217347
关于积分的说明 19775314
捐赠科研通 7209678
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276788
关于科研通互助平台的介绍 2438340
邀请新用户注册赠送积分活动 2274693