GAF-CNN-DBO-LSSVM故障诊断/分类预测（Matlab）

GAF-CNN-DBO-LSSVM故障诊断/分类预测，附带模型研究报告（Matlab）

效果一览

基本描述

本研究提出的GAF-CNN-DBO-LSSVM方法，将格拉姆角场、卷积神经网络、蜣螂算法和最小二乘支持向量机有机结合，旨在解决传统方法在处理复杂故障信号时的难题。该方法能够有效将一维故障数据信号转为二维图像，通过卷积神经网络自适应提取故障特征，利用蜣螂算法优化最小二乘支持向量机参数，提高故障诊断的准确性和效率。注意程序和数据放在一个文件夹，运行环境为Matlab2023b及以上。代码特点：参数化编程、参数可方便更改、代码编程思路清晰、注释明细。可在下载区获取数据和程序内容。

本方法针对传统故障诊断中信号特征提取不足、分类器泛化能力弱等问题，提出了一种融合信号转换、深度学习与智能优化的混合模型。其创新性体现在：

多模态数据融合：通过GAF将一维振动信号映射为二维图像，保留时序特征的同时引入空间相关性；

特征提取优化：采用CNN自动学习图像中的深层故障特征，避免人工特征工程的局限性；

参数智能优化：利用改进的蜣螂算法（DBO）优化LSSVM超参数，突破传统网格搜索效率瓶颈；

模型轻量化设计：通过降维处理与特征压缩，在保证精度前提下降低计算复杂度。

程序设计

完整程序和数据获取方式私信回复GAF-CNN-DBO-LSSVM故障诊断/分类预测，附带模型研究报告（Matlab）。

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%% 计算准确率
layer = 'fullconnect3';
p_train = activations(net,trainD,layer,'OutputAs','rows');
t_train = double(train_Y);
p_test = activations(net,testD,layer,'OutputAs','rows');
t_test = double(test_Y);
%% DBO优化算法寻最优权值阈值
disp(' ')
disp('DBO优化LSSVM:')
NN = 25;                             % 初始种群规模要大于20,否则会报错,这里设置为25
Max_iteration = 20;                  % 最大进化代数20
lb = [10^-6,10^-6];                  % LSSVM的两个最佳参数阈值的上下限
ub = [10^6,10^6];
dim = 2;
fobj=@(x)fun(x,p_train,t_train,p_test,t_test);

P_percent = 0.3;    % The population size of producers accounts for "P_percent" percent of the total population size       
pNum = round(NN *  P_percent);    % The population size of the producers   
lb= lb.*ones( 1,dim );    % Lower limit/bounds/     a vector
ub= ub.*ones( 1,dim );    % Upper limit/bounds/     a vector
%Initialization
for i = 1 : NN
    
    x( i, : ) = lb + (ub - lb) .* rand( 1, dim );  
    fit( i ) = fobj( x( i, : ) ) ;                       
end
pFit = fit;                       
pX = x; 
 XX=pX;    
[ fMin, bestI ] = min( fit );      % fMin denotes the global optimum fitness value
bestX = x( bestI, : );             % bestX denotes the global optimum position corresponding to fMin
 % Start updating the solutions.
for t = 1 : Max_iteration    
    t
        [fmax,B]=max(fit);
        worse= x(B,:);   
       r2=rand(1);
 
    for i = 1 : pNum    
        if(r2<0.9)
            r1=rand(1);
          a=rand(1,1);
          if (a>0.1)
           a=1;
          else
           a=-1;
          end
          b = rand();
    x( i , : ) =  pX(  i , :)+b*abs(pX(i , : )-worse)+a*0.1*(XX( i , :)); % Equation (1)
       else
            
           aaa= randperm(180,1);
           if ( aaa==0 ||aaa==90 ||aaa==180 )
            x(  i , : ) = pX(  i , :);   
           end
         theta= aaa*pi/180;   
       
       x(  i , : ) = pX(  i , :)+tan(theta).*abs(pX(i , : )-XX( i , :));    % Equation (2)      
        end

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