Multiscale Deep Attention Q Network: A New Deep Reinforcement Learning Method for Imbalanced Fault Diagnosis in Gearboxes

人工智能 强化学习 计算机科学 断层(地质) 判别式 卷积神经网络 深度学习 机器学习 一般化 特征提取 特征(语言学) 人工神经网络 卷积(计算机科学) 过程(计算) 特征学习 马尔可夫决策过程 模式识别(心理学) 马尔可夫过程 数学 统计 操作系统 地质学 数学分析 哲学 地震学 语言学
作者
Hui Wang,Zheng Zhou,Liuyang Zhang,Ruqiang Yan
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:73: 1-12 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tim.2023.3338664
摘要

Ensuring the safety of mechanical driving systems relies heavily on accurate gearbox fault diagnosis. However, the presence of actual multiworking conditions and uneven sample distribution makes fault diagnosis in gearboxes more challenging. Although intelligent fault diagnosis (IFD) employing convolutional neural networks (CNNs) has shown promising results, they often require strong feedback learning and experienced adjustment of hyperparameters for different tasks. In this article, a novel approach called multiscale deep attention Q network (MDAQN) is proposed for imbalanced gearbox fault diagnosis from a deep reinforcement learning (DRL) perspective. An imbalanced classification Markov decision process (ICMDP) is introduced that considers interclass deviation, serving as an environment simulation to enhance classification policy learning under data imbalance. In addition, a new multiscale attention convolution network is designed as the agent structure of the deep Q network (DQN) algorithm, thereby improving the discriminative feature learning ability under complex running conditions. By employing weak feedback interaction from DRL, the diagnostic model is trained to enable imbalanced gearbox fault diagnosis effectively. Experimental results on three gearbox imbalanced datasets demonstrate that MDAQN exhibits superior feature extraction ability and generalization, achieving an accuracy of over 99.0% when compared to multiple existing approaches.
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
刚刚
PDL完成签到,获得积分10
刚刚
ivVvyyy完成签到 ,获得积分10
刚刚
小马甲应助某某采纳,获得10
刚刚
nini应助毛毛采纳,获得10
1秒前
老实诗柳完成签到,获得积分10
1秒前
小聂发布了新的文献求助10
1秒前
xiaojin完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李友健完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
大饼卷肉完成签到,获得积分10
2秒前
Ezio_sunhao发布了新的文献求助10
2秒前
鑫渊发布了新的文献求助10
2秒前
田七的茄子完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
Lea应助光亮若翠采纳,获得50
4秒前
寒冷阁发布了新的文献求助10
4秒前
西海岸的风完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
希望天下0贩的0应助小猪采纳,获得10
4秒前
yyy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
专注寻菱完成签到,获得积分10
6秒前
大模型应助CKK采纳,获得10
6秒前
深情安青应助yyyy采纳,获得10
6秒前
6秒前
Yana1311发布了新的文献求助10
7秒前
酷波er应助哈哈哈采纳,获得10
7秒前
蘑菇发布了新的文献求助10
7秒前
婷小胖完成签到,获得积分10
7秒前
runner完成签到,获得积分10
7秒前
阿M啊啊发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
刘老师发布了新的文献求助10
8秒前
肖码发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Thinking Small and Large 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Getting Published in SSCI Journals: 200+ Questions and Answers for Absolute Beginners 300
New Syntheses with Carbon Monoxide 200
Faber on mechanics of patent claim drafting 200
Quanterion Automated Databook NPRD-2023 200
Interpretability and Explainability in AI Using Python 200
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3834587
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3377081
关于积分的说明 10496404
捐赠科研通 3096557
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1705041
邀请新用户注册赠送积分活动 820414
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 772031