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迁移学习和CNN的电机故障诊断方法

机械科学与技术 2024年第3期43卷 513-519页

作者：谢锋云董建坤符羽刘翊肖乾华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013 国家先进轨道交通装备创新中心湖南株洲412001

针对缺乏数据导致卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNN)训练不佳的问题,以三相异步电机故障诊断为研究对象,提出了基于迁移学习和CNN结合的电机故障诊断方法。首先搭建了电机故障诊断实验平台,通过加速度传感器获取CNN模型... 详细信息

针对缺乏数据导致卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNN)训练不佳的问题,以三相异步电机故障诊断为研究对象,提出了基于迁移学习和CNN结合的电机故障诊断方法。首先搭建了电机故障诊断实验平台,通过加速度传感器获取CNN模型带标签数据,通过训练获取预训练模型;然后结合迁移学习得到的预训练模型迁移到目标域,并通过对目标域的带标签数据进行训练以优化CNN参数;最终获得可以对目标域数据有着良好分类能力的新模型,从而实现目标域带标签数据稀少情况下的电机故障诊断工作。通过将该方法与传统CNN、变分模态分解(Variational modal decomposition,VMD)-支持向量机(Support vector machine,SVM)、VMD-K近邻(K nearest neighbor,KNN)以及VMD-BP神经网络等识别模型进行对比验证,结果显示本文提出的迁移CNN模型模式识别方法有更好的识别效果。

关键词： CNN 迁移学习三相异步电机 VMD 故障诊断

先天性心脏病患儿血清转甲状腺素蛋白的检测水平及意义

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临床和实验医学杂志 2024年第1期23卷 53-57页

作者：郑佳佳刘翊朱益雷上海市交通大学附属新华医院心胸外科上海200092

目的探讨先天性心脏病(CHD)患儿血清转甲状腺素蛋白(TTR)的检测水平及意义。方法回顾性选取2020年1月至2022年1月在上海市交通大学附属新华医院接受的CHD患儿120例为研究对象(CHD组)。根据有无心力衰竭发生进一步将研究对象分为心力衰竭... 详细信息

目的探讨先天性心脏病(CHD)患儿血清转甲状腺素蛋白(TTR)的检测水平及意义。方法回顾性选取2020年1月至2022年1月在上海市交通大学附属新华医院接受的CHD患儿120例为研究对象(CHD组)。根据有无心力衰竭发生进一步将研究对象分为心力衰竭组(n=40)和非心力衰竭组(n=80)。选取120名同期体检健康儿童为对照组。收集研究对象左心房内径指数(LADI)、左心室舒张末内径指数(LEVDDI)、左心室舒张末期容量指数(LEVDVI)、左心室射血分数(LEVF)、白细胞介素(IL)-6、IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)水平。采用酶联免疫吸附试验检测血清TTR水平。采用Logistic回归分析CHD形成心力衰竭的影响因素。采用Pearson法分析CHD患儿血清中TTR水平与实验室指标的相关性。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清中TTR对患儿CHD发生及CHD形成心力衰竭的预测价值。结果CHD组TTR水平为(306.52±84.38)mg/L,低于对照组[(422.36±118.62)mg/L],差异有统计学意义(P<0.05)。ROC结果显示,TTR水平预测CHD发生的敏感度为89.17%,特异度为70.83%,曲线下面积(AUC)为0.837(95%CI:0.785~0.882),预测价值较好(P<0.05)。心力衰竭组的LADI、LEVDDI、LEVDVI、LEVF、IL-6、IL-1β、TNF-α、CRP水平均显著高于非心力衰竭组,TTR水平显著低于非心力衰竭组,差异均有统计意义(P<0.05)。CHD患儿血清TTR水平与LADI、LEVDDI、LEVDVI、LEVF、IL-6、IL-1β、TNF-α、CRP水平呈负相关(P<0.05)。Logistic结果显示,LADI、IL-6、IL-1β均是影响CHD患儿心力衰竭的独立危险因素,高水平TTR是影响CHD患儿心力衰竭的独立保护因素(P<0.05)。ROC曲线结果显示,TTR水平预测CHD患儿形成心力衰竭的敏感度为95.00%,特异度为73.75%,AUC为0.911(95%CI:0.845~0.955)。结论TTR在CHD患儿血清中水平下降,参与CHD的发生、发展,是CHD形成心力衰竭的独立保护因素。

关键词：先天性心脏病转甲状腺素蛋白相关性临床意义

基于数据驱动的高速铁路动车组列车头尾车车轮踏面缺陷预测方法

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城市轨道交通研究 2024年第4期27卷 28-32页

作者：王文琦宋冬利李林刘翊张卫华郑则君西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 株洲国创轨道科技有限公司株洲412007

[目的]踏面缺陷是高速铁路动车组列车车轮失效的主要表现形式之一,严重影响了动车组运行的安全性及乘客的乘坐舒适性。车轮踏面缺陷主要集中在头尾车,可能是多种因素共同作用的结果,需要寻找一种能综合多种影响因素的预测方法。[方法]... 详细信息

[目的]踏面缺陷是高速铁路动车组列车车轮失效的主要表现形式之一,严重影响了动车组运行的安全性及乘客的乘坐舒适性。车轮踏面缺陷主要集中在头尾车,可能是多种因素共同作用的结果,需要寻找一种能综合多种影响因素的预测方法。[方法]基于某铁路局动车组列车的车轮镟修数据,每个数据样本包括10个特征(4个名义特征和6个连续特征),对数据进行预处理。通过合成少数类样本过采样技术对不平衡数据集进行处理,构建了标准化数据集。建立了DNN(深度神经网络)模型,对底层特征进行组合,形成了特征的高层抽象表示。通过网络结构调整和超参数优化得到了模型的最优学习效果。对模型进行训练并测试,验证了该模型的预测效果。[结果及结论]基于数据驱动的头尾车车轮踏面缺陷预测方法具有较高的预测精度和较优的综合性能,其预测精确率达92.5%,可有效预测头尾车车轮踏面损伤的发生概率。

关键词：高速铁路动车组数字驱动踏面缺陷过采样技术深度神经网络超参数优化

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航空非正交偏置面齿轮分汇流系统非线性动力学

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力学学报 2024年第4期56卷 1110-1122页

作者：莫帅黄祖瑞刘翊恒张伟广西大学机械工程学院省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 直升机传动技术国防科技重点实验室南京210016

在面齿轮传动系统研究领域,研究对象多为单级面齿轮副,针对面齿轮分汇流传动系统动态特性的研究内容相对较少.聚焦航空非正交偏置面齿轮分汇流系统的非线性动力学特性,建立轴承滚动体变形、齿侧间隙以及综合传递误差的数学模型,推导出... 详细信息

在面齿轮传动系统研究领域,研究对象多为单级面齿轮副,针对面齿轮分汇流传动系统动态特性的研究内容相对较少.聚焦航空非正交偏置面齿轮分汇流系统的非线性动力学特性,建立轴承滚动体变形、齿侧间隙以及综合传递误差的数学模型,推导出包含轴承在内的非正交偏置面齿轮传动多自由度耦合弯扭组合动力学模型.利用数值方法求解航空非正交偏置面齿轮分汇流系统的振动微分方程,结合时域图、频域图、相图、Poincaré映射、李雅普诺夫指数以及分岔图研究复杂系统非线性动态特性.研究了激励频率和啮合阻尼比变化对分流级与汇流级齿轮副之间啮合线位移的影响,结果表明:系统分流级与汇流级在特定参数下表现出不同的非线性特性,随激励频率增大,分流级出现单周期、多周期以及混沌现象,而汇流级无混沌现象产生;随啮合阻尼比增大,分流级状态变化近似于逆倍周期分岔过程,而汇流级在较小的阻尼比也可能保持周期运动状态;合理的激励频率和啮合阻尼比能使得系统跳出混沌并保持稳定.

关键词：面齿轮轴承变形非线性动力学动态响应分岔理论

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NW风电传动系统非线性动力学

振动工程学报 2024年

作者：莫帅刘翊恒黄轩张伟广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西大学机械工程学院华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

为了更加精确地求解NW（内外啮合行星轮系）风电传动系统的非线性动力学特性，考虑了随机风速、时变支撑刚度、齿圈柔性、时变啮合刚度、传动误差、齿侧间隙、轴承游隙等因素，建立了NW行星齿轮-轴承系统的非线性动力学模型。利用时域... 详细信息

为了更加精确地求解NW（内外啮合行星轮系）风电传动系统的非线性动力学特性，考虑了随机风速、时变支撑刚度、齿圈柔性、时变啮合刚度、传动误差、齿侧间隙、轴承游隙等因素，建立了NW行星齿轮-轴承系统的非线性动力学模型。利用时域图、频谱、相轨迹图、庞加莱截面图来描述系统的非线性特性，并用分岔图以及最大李雅普诺夫指数图描述激励频率与啮合刚度对系统非线性行为的影响。结果表明：NW行星齿轮-轴承系统具有丰富的非线性特征，激励频率在一定的范围内，会导致系统进入混沌运动状态，发生失稳；啮合刚度在一定范围内，会保证系统平稳运行。

关键词：非线性动力学 NW行星齿轮随机风速时变支撑刚度齿圈柔性

时变转速下基于双阈值注意力生成对抗网络和小样本的转子-轴承系统故障诊断

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机械工程学报 2023年第12期59卷 215-224页

作者：邵海东李伟刘翊杨斌湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 国家先进轨道交通装备创新中心株洲412000 株洲中车时代电气股份有限公司株洲412001

可用故障数据的匮乏给时变转速下转子-轴承系统的端到端故障诊断带来严重挑战,生成对抗网络为解决小样本故障诊断问题提供新思路,但其仍存在梯度消失、全局关联特征学习能力较弱和训练效率较低等缺点。因此,提出一种双阈值注意力生成对... 详细信息

可用故障数据的匮乏给时变转速下转子-轴承系统的端到端故障诊断带来严重挑战,生成对抗网络为解决小样本故障诊断问题提供新思路,但其仍存在梯度消失、全局关联特征学习能力较弱和训练效率较低等缺点。因此,提出一种双阈值注意力生成对抗网络,用于生成高质量的红外热成像图片,以解决时变转速下转子-轴承系统的小样本故障诊断难题。首先,结合Wasserstein距离和梯度惩罚设计新型对抗损失函数,避免训练过程中的梯度消失。其次,构建注意力嵌入的生成对抗网络以指导学习红外热成像图片的全局热力关联特征。最后,开发双阈值训练机制进一步提高生成样本质量和训练效率。将所提方法用于分析转子-轴承系统的实测红外热成像图片,结果表明,所提方法能辅助准确诊断时变转速及小样本下的不同故障模式,性能优于目前常用的生成对抗网络方法。

关键词：双阈值注意力生成对抗网络故障诊断时变转速小样本红外热成像转子-轴承系统

时变转速下基于改进图注意力网络的轴承半监督故障诊断

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电子与信息学报 2023年第5期45卷 1550-1558页

作者：邵海东颜深肖一鸣刘翊湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 上海市空间导航与定位技术重点实验室上海200030 国家先进轨道交通装备创新中心株洲412000

新近的基于图神经网络(GNN)的轴承半监督故障诊断研究仍存在标签信息挖掘不充分和诊断场景较理想等问题。工程实际中,轴承经常运行于启停等时变转速工况,且故障标签样本的获取成本越发昂贵。针对以上挑战,该文提出时变转速下基于改进图... 详细信息

新近的基于图神经网络(GNN)的轴承半监督故障诊断研究仍存在标签信息挖掘不充分和诊断场景较理想等问题。工程实际中,轴承经常运行于启停等时变转速工况,且故障标签样本的获取成本越发昂贵。针对以上挑战,该文提出时变转速下基于改进图注意力网络(GAT)的轴承半监督故障诊断新方法。基于K最近邻(KNN)算法和平滑假设(SA)设计伪标签传播策略,将标签信息沿边传播给分布相似的邻域样本,从而充分利用有限样本的标签信息。将每个振动频谱样本视为一个节点,构建基于节点级图注意力网络的半监督学习模型,通过注意力机制进一步挖掘代表性的轴承故障特征。将所提方法用于分析两组时变转速下轴承故障实验数据,结果表明所提方法能够在不超过2%的低标签率情况下,准确诊断轴承的不同故障模式,性能优于其他常用的图神经网络半监督学习方法。

关键词：轴承故障诊断改进图注意力网络时变转速半监督学习极低标签率

全身麻醉药的神经毒性及认知损伤防治的研究进展

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中文科技期刊数据库（引文版）医药卫生 2024年第5期 141-144页

作者：刘翊霖牡丹江医学院黑龙江牡丹江157000

本研究旨在探讨全身麻醉药的神经毒性及认知损伤的防治措施。方法本研究选取了2022年7月至2023年7月期间共50例患者作为研究对象,采用对比法进行分析。其中,部分患者接受了全身麻醉药的使用,而另一部分患者则未接受全身麻醉药。通过对... 详细信息

本研究旨在探讨全身麻醉药的神经毒性及认知损伤的防治措施。方法本研究选取了2022年7月至2023年7月期间共50例患者作为研究对象,采用对比法进行分析。其中,部分患者接受了全身麻醉药的使用,而另一部分患者则未接受全身麻醉药。通过对比两组患者的神经毒性和认知损伤程度,评估全身麻醉药对神经系统的影响。结果研究结果显示,接受全身麻醉药的患者在神经毒性和认知损伤方面的表现明显高于未接受全身麻醉药的患者。全身麻醉药对神经系统产生了一定的毒性作用,并导致了认知功能的降低。结论根据研究结果,我们认为在使用全身麻醉药时需要注意其潜在的神经毒性和认知损伤风险。为了减少这种风险,可以考虑使用更为安全的麻醉药物或减少麻醉药物的使用剂量。此外,对于已经出现认知损伤的患者,可以采取适当的康复措施来促进其认知功能的恢复。然而,这一领域仍需要进一步的研究来完善防治措施。

关键词：全身麻醉药神经毒性认知损伤

安装水平多孔板的鼓泡床反应器CFD-PBM数值模拟

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石油学报（石油加工） 2024年第3期40卷 727-734页

作者：霍莹付连超王娟车连发李秀明阚子建刘翊辉中海油天津化工研究设计院有限公司天津300131 中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249

采用Euler-Euler双流体模型对安装水平多孔板的鼓泡床反应器内气-液两相流动进行数值模拟研究,探究了不同水平多孔板和表观气速条件对鼓泡床反应器内气含率及气泡直径的影响。结果表明:当表观气速从0.5 m/s增加到1.0 m/s时,安装水平多... 详细信息

采用Euler-Euler双流体模型对安装水平多孔板的鼓泡床反应器内气-液两相流动进行数值模拟研究,探究了不同水平多孔板和表观气速条件对鼓泡床反应器内气含率及气泡直径的影响。结果表明:当表观气速从0.5 m/s增加到1.0 m/s时,安装水平多孔板的反应器内整体气含率显著增加;安装多孔板后,气泡在中心区域分布范围加宽;轴向液体速度为0时,没有安装多孔板的反应器向上流动的液相径向无量纲分布范围为0~0.57,而安装了多孔板的径向无量纲分布范围为0~0.64;水平多孔板的安装能增强气泡之间的聚并与破碎,使大气泡在反应器中心区域的分散范围更宽。

关键词：鼓泡床反应器 CFD-PBM模型轴向液速气含率