【故障诊断】基于CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的分类故障诊断

本文探讨了卷积神经网络(CNN)和支持向量机(SVM)相结合模型在故障分类识别中的应用,利用了CNN的特征提取优势和SVM的出色分类能力(用SVM作为CNN的最终分类器)。通过案例数据集展示了CNN-SVM组合模型在数据分类上的运行结果。本文采用Matlab编写代码,代码注释详细,逻辑清晰易懂,数据采用excel表格形式便于替换数据集,可main函数一键运行。

1 基本原理

卷积神经网络 (CNN) 是一种特殊的前馈深度学习算法,具有强大的特征提取能力和非线性运算能力,可以从原始数据中直接提取其明显特征,从而能够有效避免传统深度学习方法需要采取复杂数学方法进行数据特征提取的问题,其网络结构主要包含输入层、卷积层、池化层、全连接层和输出层。

在机器学习领域,支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)是一种广泛使用的监督学习模型,尤其在分类和回归问题上表现出色。SVM的核心思想是找到一个最优超平面,使得不同类别的样本点被最大程度地分离。

2 运行代码(部分)

%% 参数设置

options = trainingOptions('sgdm',... % SGDM 梯度下降算法

'MiniBatchSize',10,... % 批大小 每次训练样本个数10

'MaxEpochs',50,... % 最大训练次数 50

'InitialLearnRate',1e-2,... % 初始学习率为0.01

'LearnRateSchedule','piecewise',... % 学习率下降

'LearnRateDropFactor',0.1,... % 学习率下降因子 0.1

'LearnRateDropPeriod',35,... % 经过35次训练后 学习率为 0.01*0.1

'Shuffle','every-epoch',... % 每次训练打乱数据集

'ValidationPatience',Inf,... % 关闭验证

'Plots','training-progress',... % 画出曲线

'Verbose',false);

%% 训练CNN

net = trainNetwork(p_train,t_train,layers,options);

%% 提取CNN特征

layer = 'pool2';

p_train = activations(net,p_train,layer,'OutputAs','rows');

p_test = activations(net,p_test, layer,'OutputAs','rows');

p_train = double(p_train); p_test = double(p_test);

t_train = double(t_train); t_test = double(t_test);

%% 创建/训练SVM模型

cmd = ' -t 2',' -c ',num2str(100),' -g ',num2str(0.01);

model = svmtrain(t_train,p_train,cmd);

3 实验结果

相关推荐
向哆哆1 天前
打击罂粟种植检测数据集分享(适用于YOLO系列深度学习分类检测任务)
深度学习·yolo·目标检测·分类
TAN-90°-2 天前
Deep Learning for Computer Vision——Attention and Transformers
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·计算机视觉·cnn·机器翻译
空堂与归3 天前
图像识别总是准确率低?用卷积神经网络CNN实现高效分类
人工智能·深度学习·分类·cnn
YOLO数据集集合3 天前
蚊子视觉验证数据集 | 蚊虫识别 疟疾防控 病媒生物 细粒度分类 YOLO格式 深度学习数据集
深度学习·yolo·分类·数据集·蚊子分类·蚊虫分类·蚊虫识别
逢生博客4 天前
MNIST 手写数字识别实战:CNN + Transformer 混合模型
人工智能·cnn·transformer·mnist·手写数字识别
千里码aicood4 天前
PyQt基于卷积神经网络的智慧校园的设计与实现
人工智能·cnn·pyqt
YOLO数据集集合4 天前
蚊子目标检测数据集 | 蚊虫检测 病媒生物 智能硬件 轻量化模型 目标检测 YOLO格式 深度学习数据集9015期
深度学习·yolo·目标检测·计算机视觉·分类·智能硬件·蚊子识别
YOLO数据集集合4 天前
煤炭质量目标检测数据集 、| 煤炭检测 工业视觉 质量分级 异物检测 煤炭异物8005期
人工智能·yolo·目标检测·计算机视觉·分类·煤炭检测数据集·异物数据集
qq_25294131684 天前
窗户清洁检测数据集 | 窗户清洁检测 建筑运维 二分类任务 YOLO格式 深度学习数据集9019期
运维·人工智能·深度学习·yolo·目标检测·分类·窗户清晰度
qq_25294131684 天前
航拍垃圾堆检测数据集 | 航拍垃圾检测 固废管理 无人机巡检 环保监测9025期
yolo·目标检测·计算机视觉·分类·无人机·垃圾检测·垃圾