Toward Efficient and Interpretative Rolling Bearing Fault Diagnosis via Quadratic Neural Network With Bi-LSTM

计算机科学 人工神经网络 方位(导航) 二次方程 断层(地质) 人工智能 模式识别(心理学) 数学 几何学 地震学 地质学
作者
You Keshun,Wang Puzhou,Yingkui Gu
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (13): 23002-23019 被引量:107
标识
DOI:10.1109/jiot.2024.3377731
摘要

With the widespread application of deep learning in Internet of Things (IoT), remarkable achievements have been made especially in rolling bearing fault diagnosis in rotating machinery. However, such complex models commonly have high demand for a large number of parameters and computational resources, and with insufficient interpretability, which restrict their extensive application in real-world industrial applications. To improve efficiency and interpretability, this study innovatively fuses a quadratic neural network (QNN) with a bidirectional long and short-term memory network (Bi-LSTM) to develop a novel hybrid model for quick and accurate diagnosis of rolling bearing faults. The results show that the model fully utilizes the multilayer feature extraction of QNN and the sensitivity of Bi-LSTM to the dynamic evolution of signals to significantly improve the accuracy and speed of fault diagnosis. By visualizing the convolutional kernel response map, the Qttention mapping of QNN, and the hidden states of Bi-LSTM, this study makes progress in interpretability and successfully demonstrates the model’s attention to different features of the bearing signals, which provides users with a more reasonable understanding of the interpretation of the model results.
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
嘟嘟豆806发布了新的文献求助30
刚刚
冰河发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
科研通AI6.3应助孙友浩采纳,获得10
1秒前
DANK1NG发布了新的文献求助10
1秒前
Leonard发布了新的文献求助20
1秒前
寒冷的国发布了新的文献求助10
1秒前
荒谬发布了新的文献求助10
1秒前
晨晨发布了新的文献求助10
2秒前
出肉的IU关注了科研通微信公众号
2秒前
2秒前
凡`发布了新的文献求助10
2秒前
Bruce发布了新的文献求助10
2秒前
学术文献互助应助dsfsd采纳,获得100
2秒前
4秒前
4秒前
SXR发布了新的文献求助10
4秒前
kuolong发布了新的文献求助10
4秒前
Tink完成签到,获得积分0
4秒前
arniu2008应助fys2022采纳,获得20
4秒前
5秒前
DrChem完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
嘶斯发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
大模型应助害怕的巧荷采纳,获得10
5秒前
6秒前
OuO发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
李玉欣关注了科研通微信公众号
6秒前
flybearx发布了新的文献求助10
7秒前
冰河完成签到,获得积分10
7秒前
大胆茗完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
lsy完成签到 ,获得积分10
7秒前
情怀应助聂雨声采纳,获得10
7秒前
无限的隶完成签到,获得积分20
8秒前
甜橙岛完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
FashionBoy应助ttt采纳,获得10
8秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Plato's Parmenides. A Constructive Reading 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 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 7302022
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8920197
关于积分的说明 18893967
捐赠科研通 6966223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3211500
关于科研通互助平台的介绍 2380479
邀请新用户注册赠送积分活动 2188492