基于红外温度序列的电路板故障诊断研究

作     者：郝建新 王力 Hao Jianxin;Wang Li

作者机构：中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学职业技术学院天津300300 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2023年第52卷第4期

页      面：51-62页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(U173319) 

主　　题：红外温度序列 电路故障诊断 多尺度膨胀卷积 长短期记忆网络 注意力机制 

摘      要：电路板红外温度序列包含了丰富的故障类别信息,充分利用其局部与全局特征可以提高电路板故障诊断的准确率。为此,文中提出了一种由特征提取网络(Features Extraction Network,FEN)与关系学习网络(Relationship Learning Network,RLN)并行构成的可综合利用温度序列局部特征及特征间关系的电路板故障诊断模型。其中,FEN基于多尺度膨胀卷积(Multi-scale Dilated CNN,MDCNN)残差结构搭建,可在不增加训练参数的前提下构建多层次感受野,学习温度序列不同范围的空间特征;RLN基于嵌入长短期记忆网络的注意力机制(Long Short-Term Memory hybridized with Attention,LSTMwAtt)结构搭建,通过控制温度序列信息传递来学习特征重要性并分配权重,挖掘不同位置特征间的相关性。实验结果显示,所提模型在两个自建电路板温度序列测试数据集上的诊断性能优于同类型的FCN、MFCN、LSTM和LSTM-FCN,故障诊断准确率分别达到91.15%和96.27%,可实现对电路板故障的高准确率诊断。