故障识别 | GADF-CNN-SSA-XGBoost数据分类预测/故障识别(Matlab)

故障识别 | GADF-CNN-SSA-XGBoost数据分类预测/故障识别(Matlab)

目录

分类效果




基本描述

格拉姆角场差(GADF)转换:

格拉姆角场差是一种时频分析方法,能够捕捉时间序列数据中的动态特性和内在结构。

将一维故障数据信号转换为二维图像,使得时间序列的复杂特征在二维空间中得以体现。

这种转换有助于后续利用图像处理技术进行特征提取和分类。

图像降维处理:

对GADF图像进行降维处理,以减少数据维度,降低计算复杂度。

二维卷积神经网络(CNN)特征提取:

将降维后的GADF图像输入二维CNN进行自适应特征提取。

CNN能够自动学习图像中的特征,并提取出对分类任务有用的信息。

全连接层的结果作为后续分类器的输入。

Xgboost分类器:

Xgboost是一种高效的集成学习算法,能够处理分类和回归任务。

利用CNN提取的特征作为Xgboost分类器的输入,进行故障分类。

参数优化:

采用经典优化算法(如网格搜索、随机搜索、贝叶斯优化等)对Xgboost分类器的五个关键参数进行优化。

这些参数包括树木个数、树的深度、子节点的最小权重和、学习率和样本比例。

实验分析

数据集:实验基于东南大学的齿轮箱数据展开。

准确率:实验结果表明,该方法诊断效率可以达到98%以上的准确率。

优势:

结合了时频分析、深度学习和集成学习的优势,提高了故障诊断的准确性和效率。

适用于复杂机械系统的故障诊断,如齿轮箱等。

能够自动学习并提取故障特征,减少了人工特征提取的依赖。

结论

方法结合了多种先进技术,实现了对齿轮箱等机械系统故障的高效诊断。实验结果表明,该方法具有很高的准确率,为机械系统的故障诊断提供了一种新的有效途径。未来,可以进一步探索不同时频分析方法、深度学习模型和参数优化算法的组合,以进一步提高故障诊断的准确性和效率。

程序设计

  • 完整程序和数据私信博主回复GADF-CNN-SSA-XGBoost数据分类预测/故障识别
clike 复制代码
%%  参数设置
%%  数据反归一化
T_sim1 = vec2ind(t_sim1);
T_sim2 = vec2ind(t_sim2);

% %%  数据排序
% [T_train, index_1] = sort(T_train);
% [T_test , index_2] = sort(T_test );
% 
% T_sim1 = T_sim1(index_1);
% T_sim2 = T_sim2(index_2);

%%  性能评价
error1 = sum((T_sim1 == T_train))/M * 100 ;
error2 = sum((T_sim2 == T_test)) /N * 100 ;

%%  绘图
figure()         
legend('真实值', '预测值')
xlabel('预测样本')
ylabel('预测结果')
string = {'训练集预测结果对比'; ['准确率=' num2str(error1) '%']};
title(string)
xlim([1, M])
grid


figure
legend('真实值', '预测值')
xlabel('预测样本')
ylabel('预测结果')
string = {'测试集预测结果对比'; ['准确率=' num2str(error2) '%']};
title(string)
xlim([1, N])
grid

%%  混淆矩阵
figure
cm = confusionchart(T_train, T_sim1);
cm.Title = 'Confusion Matrix for Train Data';
cm.ColumnSummary = 'column-normalized';
cm.RowSummary = 'row-normalized';
    
figure
cm = confusionchart(T_test, T_sim2);
cm.Title = 'Confusion Matrix for Test Data';
cm.ColumnSummary = 'column-normalized';
cm.RowSummary = 'row-normalized';

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/article/details/129036772?spm=1001.2014.3001.5502

[2] https://blog.csdn.net/kjm13182345320/article/details/128690229

相关推荐
机器学习之心18 分钟前
一区正弦余弦算法!SCA-SVM正弦余弦算法优化支持向量机多特征分类预测
算法·支持向量机·分类·sca-svm·正弦余弦算法优化
宸码2 小时前
【机器学习】手写数字识别的最优解:CNN+Softmax、Sigmoid与SVM的对比实战
人工智能·python·神经网络·算法·机器学习·支持向量机·cnn
gz7seven5 小时前
将分类数据划分为训练集、测试集与验证集
人工智能·算法·分类·数据划分·训练集·验证集·测试集
葡萄爱5 小时前
机器学习 LightGBM -GBDT 多分类 点击率预测 检索排序
人工智能·机器学习·分类·数据挖掘·机器人·lightgbm·gbdt
IT古董5 小时前
【机器学习】机器学习的基本分类-无监督学习-主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)
人工智能·学习·算法·机器学习·分类
池央8 小时前
探索 LeNet-5:卷积神经网络的先驱与手写数字识别传奇
人工智能·神经网络·cnn
机器学习之心9 小时前
图像识别 | Matlab基于卷积神经网络(CNN)的宝可梦识别源程序,GUI界面。附详细的运行说明。
matlab·cnn·卷积神经网络
IT古董19 小时前
【机器学习】机器学习的基本分类-监督学习-Lasso 回归(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)
学习·算法·机器学习·分类·回归
三月七(爱看动漫的程序员)21 小时前
The Rise and Potential of Large Language ModelBased Agents:A Survey---摘要、背景、引言
人工智能·算法·机器学习·语言模型·自然语言处理·分类
ddddd码1 天前
基于卷积神经网络的Caser算法
cnn·推荐系统·caser