CWMS-GAN: A small-sample bearing fault diagnosis method based on continuous wavelet transform and multi-size kernel attention mechanism

计算机科学 断层(地质) 核(代数) 模式识别(心理学) 人工智能 小波 信号(编程语言) 相似性(几何) 方位(导航) 卷积(计算机科学) 样品(材料) 数据挖掘 算法 数学 人工神经网络 化学 组合数学 色谱法 地震学 图像(数学) 程序设计语言 地质学
作者
Shun Yu,Zi Li,GU Jia-lin,Runpu Wang,Xiaoyu Liu,Li Lin,Fusen Guo,Yuheng Ren
出处
期刊:PLOS ONE [Public Library of Science]
卷期号:20 (4): e0319202-e0319202
标识
DOI:10.1371/journal.pone.0319202
摘要

In industrial production, obtaining sufficient bearing fault signals is often extremely difficult, leading to a significant degradation in the performance of traditional deep learning-based fault diagnosis models. Many recent studies have shown that data augmentation using generative adversarial networks (GAN) can effectively alleviate this problem. However, the quality of generated samples is closely related to the performance of fault diagnosis models. For this reason, this paper proposes a new GAN-based small-sample bearing fault diagnosis method. Specifically, this study proposes a continuous wavelet convolution strategy (CWCL) instead of the traditional convolution operation in GAN, which can additionally capture the signal’s frequency domain features. Meanwhile, this study designed a new multi-size kernel attention mechanism (MSKAM), which can extract the features of bearing vibration signals from different scales and adaptively select the features that are more important for the generation task to improve the accuracy and authenticity of the generated signals. In addition, the structural similarity index (SSIM) is adopted to quantitatively evaluate the quality of the generated signal by calculating the similarity between the generated signal and the real signal in both the time and frequency domains. Finally, we conducted extensive experiments on the CWRU and MFPT datasets and made a comprehensive comparison with existing small-sample bearing fault diagnosis methods, which verified the effectiveness of the proposed approach.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
tao完成签到 ,获得积分10
刚刚
糟糕的傲珊完成签到 ,获得积分10
刚刚
知行合一发布了新的文献求助30
1秒前
麦穗发布了新的文献求助10
2秒前
Jean发布了新的文献求助10
2秒前
guyankuan发布了新的文献求助10
2秒前
嘉木发布了新的文献求助10
3秒前
dgdsnfds发布了新的文献求助10
4秒前
悦耳念双发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
HAHAHA完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
shadow发布了新的文献求助10
6秒前
Kytwp2022发布了新的文献求助20
6秒前
zzcres完成签到,获得积分10
6秒前
gladuhere完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
王五一发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
橙皮or陈皮完成签到,获得积分10
10秒前
StarRiver发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
过时的热狗完成签到,获得积分10
12秒前
归零者发布了新的文献求助10
14秒前
欢喜风完成签到,获得积分10
14秒前
泡泡完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
邓倩发布了新的文献求助30
16秒前
寂寞的茹妖完成签到,获得积分10
16秒前
Hello应助zmy采纳,获得10
16秒前
深情安青应助yulin采纳,获得10
17秒前
19秒前
关于完成签到,获得积分10
20秒前
天天向上完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
活力的冷雪完成签到,获得积分10
21秒前
研友_8DrX3n完成签到,获得积分10
22秒前
天天向上发布了新的文献求助10
23秒前
传奇3应助洁净的智宸采纳,获得10
23秒前
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
Mentoring for Wellbeing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1061
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5497239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4594744
关于积分的说明 14446447
捐赠科研通 4527478
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2480884
邀请新用户注册赠送积分活动 1465248
关于科研通互助平台的介绍 1437903