【轴承RUL预测代码】基于DRSN(深度残差收缩网络)

2023-11-22 14:59

本文主要是介绍【轴承RUL预测代码】基于DRSN(深度残差收缩网络),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

DRSN(深度残差收缩网络)和完整Transformer(encoder+decoder)

  • DRSN(深度残差收缩网络)
    • 模型的代码
    • 模型的打印
    • 训练与预测
      • 训练集的可视化:
      • 测试集的可视化:
    • DRSN-TCN的效果

DRSN(深度残差收缩网络)

此次模型是应一位网友提出,怎么将其应用到我们的RUL预测领域中。当时候提出需求的时候,我也不太懂,后面花了两三天写出来了基础代码(就是模型个部分结构基本是固定),后续有花了2天时间修改出来了。比如构建DRSN的Block结构,DRSN与TCN的结合等等。下面参照一些博客大佬写的内容1234

模型的代码


class DRSN(nn.Module):def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):super(DRSN, self).__init__()self.resnet1 = ResNetBlock(input_size, hidden_size)self.resnet2 = ResNetBlock(hidden_size, hidden_size)self.resnet3 = ResNetBlock(hidden_size, hidden_size)self.soft_threshold = SoftThreshold(hidden_size)self.attention = Attention(hidden_size)self.linear = nn.Linear(hidden_size, output_size)def forward(self, x):x = self.resnet1(x)x = self.resnet2(x)x = self.resnet3(x)x = self.soft_threshold(x)x = self.attention(x)x = self.linear(x)return xclass ResNetBlock(nn.Module):def __init__(self, in_channels, out_channels):super(ResNetBlock, self).__init__()self.conv1 = nn.Conv1d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1)self.conv2 = nn.Conv1d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1)self.bn1 = nn.BatchNorm1d(out_channels)self.bn2 = nn.BatchNorm1d(out_channels)self.relu = nn.ReLU()def forward(self, x):identity = xx = self.conv1(x)x = self.bn1(x)x = self.relu(x)x = self.conv2(x)x = self.bn2(x)x += identityx = self.relu(x)return xclass SoftThreshold(nn.Module):def __init__(self, num_features):super(SoftThreshold, self).__init__()# 初始化阈值学习参数self.thresholds = nn.Parameter(torch.zeros(num_features))def forward(self, x):x = torch.sign(x) * torch.max(torch.abs(x) - self.thresholds, torch.zeros_like(x))return xclass Attention(nn.Module):def __init__(self, hidden_size):super(Attention, self).__init__()self.linear = nn.Linear(hidden_size, 1)def forward(self, x):# 计算注意力权重weights = self.linear(x)weights = torch.softmax(weights, dim=1)# 添加注意力权重x = x * weightsreturn x

模型的打印

==========================================================================================
Layer (type:depth-idx)                   Output Shape              Param #
==========================================================================================
DRSN                                     [128, 1]                  --
├─ResNetBlock: 1-1                       [128, 128, 16]            --
│    └─Conv1d: 2-1                       [128, 128, 16]            25,472
│    └─BatchNorm1d: 2-2                  [128, 128, 16]            256
│    └─ReLU: 2-3                         [128, 128, 16]            --
│    └─Conv1d: 2-4                       [128, 128, 16]            49,280
│    └─BatchNorm1d: 2-5                  [128, 128, 16]            256
│    └─Conv1d: 2-6                       [128, 128, 16]            8,576
│    └─LeakyReLU: 2-7                    [128, 128, 16]            --
├─ResNetBlock: 1-2                       [128, 32, 16]             --
│    └─Conv1d: 2-8                       [128, 32, 16]             12,320
│    └─BatchNorm1d: 2-9                  [128, 32, 16]             64
│    └─ReLU: 2-10                        [128, 32, 16]             --
│    └─Conv1d: 2-11                      [128, 32, 16]             3,104
│    └─BatchNorm1d: 2-12                 [128, 32, 16]             64
│    └─Conv1d: 2-13                      [128, 32, 16]             4,128
│    └─LeakyReLU: 2-14                   [128, 32, 16]             --
├─ResNetBlock: 1-3                       [128, 16, 16]             --
│    └─Conv1d: 2-15                      [128, 16, 16]             1,552
│    └─BatchNorm1d: 2-16                 [128, 16, 16]             32
│    └─ReLU: 2-17                        [128, 16, 16]             --
│    └─Conv1d: 2-18                      [128, 16, 16]             784
│    └─BatchNorm1d: 2-19                 [128, 16, 16]             32
│    └─Conv1d: 2-20                      [128, 16, 16]             528
│    └─LeakyReLU: 2-21                   [128, 16, 16]             --
├─SoftThreshold: 1-4                     [128, 16, 16]             16
├─Attention: 1-5                         [128, 16, 16]             --
│    └─Linear: 2-22                      [128, 16, 1]              17
├─Linear: 1-6                            [128, 1]                  17
├─Sigmoid: 1-7                           [128, 1]                  --
==========================================================================================
Total params: 106,498
Trainable params: 106,498
Non-trainable params: 0
Total mult-adds (M): 216.66
==========================================================================================
Input size (MB): 0.54
Forward/backward pass size (MB): 14.70
Params size (MB): 0.43
Estimated Total Size (MB): 15.66
==========================================================================================

最后还有与TCN的结合

===============================================================================================
Layer (type:depth-idx)                        Output Shape              Param #
===============================================================================================
DRSN                                          [128, 1]                  --
├─TemporalConvNet: 1-1                        [128, 32, 16]             --
│    └─Sequential: 2-1                        [128, 32, 16]             --
│    │    └─TemporalBlock: 3-1                [128, 64, 16]             33,984
│    │    └─TemporalBlock: 3-2                [128, 32, 16]             13,920
│    │    └─TemporalBlock: 3-3                [128, 32, 16]             9,280
├─SoftThreshold: 1-2                          [128, 16, 32]             32
├─Attention: 1-3                              [128, 16, 32]             --
│    └─Linear: 2-2                            [128, 16, 1]              33
├─Linear: 1-4                                 [128, 1]                  33
├─Sigmoid: 1-5                                [128, 1]                  --
===============================================================================================
Total params: 57,282
Trainable params: 57,282
Non-trainable params: 0
Total mult-adds (M): 114.99
===============================================================================================
Input size (MB): 0.54
Forward/backward pass size (MB): 12.60
Params size (MB): 0.23
Estimated Total Size (MB): 13.37
===============================================================================================

训练与预测

这还是以PHM2012轴承的工况一的七个轴承为例,Bearing1-1和Beanring1-2做训练,后面Bearing1-3到Bearing15这五个做预测.,使用的特征还是之前的示例数据EMD分解后的IMF分量的6个统计特征。

训练集的可视化:

Bearing1-1
请添加图片描述

测试集的可视化:

请添加图片描述

请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述

DRSN-TCN的效果

训练集可视化:
请添加图片描述

请添加图片描述
请添加图片描述
洽谈轴承效果还是比较差,这里就不放图了。总体来说,还是需要对DRSN与TCN的结合进行优化。


  1. 深度残差收缩网络(DRSN ↩︎

  2. 深度残差收缩网络:一种面向强噪声数据的深度学习方法 ↩︎

  3. 残差网络?收缩?深度残差收缩网络看这篇就够了 ↩︎

  4. 另类注意力机制之深度残差收缩网络(附代码) ↩︎

这篇关于【轴承RUL预测代码】基于DRSN(深度残差收缩网络)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/410959

相关文章

Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南

《Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南》在Linux系统管理中,压缩与传输工具是数据备份和远程协作的桥梁,而系统监控工具则是保障服务器稳定运行的眼睛,下面小编就来和大家详细介绍一下它... 目录引言一、压缩与解压:数据存储与传输的优化核心1. zip/unzip:通用压缩格式的便捷操作2.

深度解析Java DTO(最新推荐)

《深度解析JavaDTO(最新推荐)》DTO(DataTransferObject)是一种用于在不同层(如Controller层、Service层)之间传输数据的对象设计模式,其核心目的是封装数据,... 目录一、什么是DTO?DTO的核心特点:二、为什么需要DTO?(对比Entity)三、实际应用场景解析

深度解析Java项目中包和包之间的联系

《深度解析Java项目中包和包之间的联系》文章浏览阅读850次,点赞13次,收藏8次。本文详细介绍了Java分层架构中的几个关键包:DTO、Controller、Service和Mapper。_jav... 目录前言一、各大包1.DTO1.1、DTO的核心用途1.2. DTO与实体类(Entity)的区别1

Java中调用数据库存储过程的示例代码

《Java中调用数据库存储过程的示例代码》本文介绍Java通过JDBC调用数据库存储过程的方法,涵盖参数类型、执行步骤及数据库差异,需注意异常处理与资源管理,以优化性能并实现复杂业务逻辑,感兴趣的朋友... 目录一、存储过程概述二、Java调用存储过程的基本javascript步骤三、Java调用存储过程示

Visual Studio 2022 编译C++20代码的图文步骤

《VisualStudio2022编译C++20代码的图文步骤》在VisualStudio中启用C++20import功能,需设置语言标准为ISOC++20,开启扫描源查找模块依赖及实验性标... 默认创建Visual Studio桌面控制台项目代码包含C++20的import方法。右键项目的属性:

深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧

《深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧》Python装饰器(Decorator)是提升代码可读性与复用性的强大工具,本文将深入解析Python装饰器的原理,常见用法,进阶技巧与最佳实践,希望可... 目录装饰器的基本原理函数装饰器的常见用法带参数的装饰器类装饰器与方法装饰器装饰器的嵌套与组合进阶技巧

深度解析Spring Boot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南

《深度解析SpringBoot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南》本文深度解析SpringBoot中拦截器与过滤器的区别,涵盖执行顺序、依赖关系、异常处理等核心差异,并... 目录Spring Boot拦截器(Interceptor)与过滤器(Filter)深度解析:区别、实现

MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码

《MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码》联合查询是一种将多个查询结果组合在一起的方法,通常使用UNION、UNIONALL、INTERSECT和EXCEPT关键字,下面:本文主要介绍MyS... 目录一.数据库的内嵌函数1.1聚合函数COUNT([DISTINCT] expr)SUM([DISTIN

深度解析Spring AOP @Aspect 原理、实战与最佳实践教程

《深度解析SpringAOP@Aspect原理、实战与最佳实践教程》文章系统讲解了SpringAOP核心概念、实现方式及原理,涵盖横切关注点分离、代理机制(JDK/CGLIB)、切入点类型、性能... 目录1. @ASPect 核心概念1.1 AOP 编程范式1.2 @Aspect 关键特性2. 完整代码实

Java实现自定义table宽高的示例代码

《Java实现自定义table宽高的示例代码》在桌面应用、管理系统乃至报表工具中,表格(JTable)作为最常用的数据展示组件,不仅承载对数据的增删改查,还需要配合布局与视觉需求,而JavaSwing... 目录一、项目背景详细介绍二、项目需求详细介绍三、相关技术详细介绍四、实现思路详细介绍五、完整实现代码