A novel fault diagnosis method based on CNN and LSTM and its application in fault diagnosis for complex systems

计算机科学 断层(地质) 卷积神经网络 人工智能 特征提取 特征(语言学) 滑动窗口协议 噪音(视频) 深度学习 人工神经网络 模式识别(心理学) 机器学习 数据挖掘 窗口(计算) 图像(数学) 哲学 地质学 地震学 操作系统 语言学
作者
Ting Huang,Qiang Zhang,Xiaoan Tang,Shuangyao Zhao,Xiaonong Lu
出处
期刊:Artificial Intelligence Review [Springer Science+Business Media]
卷期号:55 (2): 1289-1315 被引量:337
标识
DOI:10.1007/s10462-021-09993-z
摘要

Fault diagnosis plays an important role in actual production activities. As large amounts of data can be collected efficiently and economically, data-driven methods based on deep learning have achieved remarkable results of fault diagnosis of complex systems due to their superiority in feature extraction. However, existing techniques rarely consider time delay of occurrence of faults, which affects the performance of fault diagnosis. In this paper, by synthetically considering feature extraction and time delay of occurrence of faults, we propose a novel fault diagnosis method that consists of two parts, namely, sliding window processing and CNN-LSTM model based on a combination of Convolutional Neural Network (CNN) and Long Short-Term Memory Network (LSTM). Firstly, samples obtained from multivariate time series by the sliding window processing integrates feature information and time delay information. Then, the obtained samples are fed into the proposed CNN-LSTM model including CNN layers and LSTM layers. The CNN layers perform feature learning without relying on prior knowledge. Time delay information is captured with the use of the LSTM layers. The fault diagnosis of the Tennessee Eastman chemical process is addressed, and it is verified that the predictive accuracy and noise sensitivity of fault diagnosis can be greatly improved when the proposed method is applied. Comparisons with five existing fault diagnosis methods show the superiority of the proposed method.
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
山火发布了新的文献求助10
1秒前
pangsichao完成签到 ,获得积分10
1秒前
尹英宇完成签到,获得积分10
3秒前
精明纸鹤应助大力的图图采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助xzh采纳,获得30
4秒前
上官若男应助美满的如霜采纳,获得10
4秒前
蝈蝈崽完成签到,获得积分10
5秒前
火星上的灵凡关注了科研通微信公众号
5秒前
akkkes发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
无辜晓瑶发布了新的文献求助10
6秒前
一啊呀发布了新的文献求助20
6秒前
小蘑菇应助lin采纳,获得10
6秒前
7秒前
冷傲幻香发布了新的文献求助10
7秒前
灵巧的皮皮虾完成签到,获得积分10
8秒前
科研小江发布了新的文献求助10
9秒前
欢呼煎蛋发布了新的文献求助10
9秒前
云朵有点甜完成签到,获得积分10
10秒前
今后应助棱so采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
安谢完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
谦让小玉发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
wry发布了新的文献求助10
17秒前
无辜晓瑶完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
小蘑菇应助陶醉面包采纳,获得10
19秒前
20秒前
爆米花应助lq采纳,获得10
20秒前
研友_VZG7GZ应助lhxie采纳,获得30
20秒前
22秒前
23秒前
猪崽崽完成签到,获得积分10
23秒前
ximomm发布了新的文献求助10
23秒前
llllll完成签到,获得积分10
23秒前
chenhouhan发布了新的文献求助10
23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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6439870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253787
关于积分的说明 17567901
捐赠科研通 5497915
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899469
邀请新用户注册赠送积分活动 1876283
关于科研通互助平台的介绍 1716657