CapsFormer: A Novel Bearing Intelligent Fault Diagnosis Framework With Negligible Speed Change Under Small-Sample Conditions

稳健性(进化) 方位(导航) 断层(地质) 计算机科学 短时傅里叶变换 特征提取 人工智能 时域 模式识别(心理学) 工程类 傅里叶变换 傅里叶分析 计算机视觉 数学 数学分析 地质学 地震学 基因 生物化学 化学
作者
Yong Xu,Hui Tao,Weihua Li,Yong Zhong
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:72: 1-11 被引量:18
标识
DOI:10.1109/tim.2023.3318693
摘要

In actual industrial production, the load and speed of bearings are complex and changeable. However, most existing research on bearing fault diagnosis is based on constant speed conditions, and studies on bearing fault diagnosis at time-varying speeds are limited. Additionally, the scarcity of fault data further hinders practical applications of theoretical models developed so far. Thus, CapsFormer, a novel bearing intelligent fault diagnosis framework with negligible speed change under small-sample conditions, is proposed in this study. This framework combines the power of capsule network (CapsNet) and Transformer. It converts 1D time-domain samples into 2D time-frequency representations (TFRs) through short-time Fourier transform (STFT). Then it employs the idea of CapsNet to extract ordered spatial features from the TFRs of samples. On this basis, combined with the self-attention learning mechanism, it excavates deep fault features to promote the correct identification of bearing fault types by the model. Through experiments conducted under constant speed and time-varying speed conditions, the model was validated, demonstrating its superior performance compared to six other deep learning methods in bearing fault diagnosis under small sample sizes. These results strongly indicate the robustness of CapsFormer in addressing speed changes during bearing fault diagnosis.
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
南浔发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
Seiko完成签到,获得积分10
1秒前
赘婿应助霖漪采纳,获得10
1秒前
nano发布了新的文献求助10
1秒前
魏开铭完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
xm完成签到,获得积分10
2秒前
小马甲应助小四适小鱼儿采纳,获得10
2秒前
5秒前
风中忆秋发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
我爱科研发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
洋洋完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
xiaofeixia完成签到 ,获得积分10
7秒前
9秒前
知性的赛凤完成签到 ,获得积分10
9秒前
香蕉静芙发布了新的文献求助10
9秒前
超级盼烟完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Arina完成签到,获得积分10
11秒前
zhang发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
zkh完成签到,获得积分10
12秒前
水ke发布了新的文献求助10
12秒前
汉堡包应助渠建武采纳,获得10
13秒前
拉不不发布了新的文献求助10
13秒前
欢喜的乐巧完成签到 ,获得积分10
13秒前
幽默的羿发布了新的文献求助10
14秒前
iveu7va发布了新的文献求助10
14秒前
wyl完成签到,获得积分10
14秒前
夏硕完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
WYR发布了新的文献求助10
15秒前
蠢宝贝完成签到,获得积分10
16秒前
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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 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 7746594
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9294450
关于积分的说明 20224848
捐赠科研通 7326607
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308133
关于科研通互助平台的介绍 2460125
邀请新用户注册赠送积分活动 2319813