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基于深度学习的轴承剩余使用寿命预测方法研究

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基于深度学习的轴承剩余使用寿命预测方法研究

作者：杨紫安西安理工大学

学位级别：硕士

轴承作为旋转机械设备中的关键零部件,其在设备的运行过程中常处于高负载、高转速的恶劣环境中,从而导致其退化过程加剧,影响设备的运行安全。通过剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测技术可以实时地评估轴承的剩余寿命,进而... 详细信息

轴承作为旋转机械设备中的关键零部件,其在设备的运行过程中常处于高负载、高转速的恶劣环境中,从而导致其退化过程加剧,影响设备的运行安全。通过剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测技术可以实时地评估轴承的剩余寿命,进而为设备的维修策略提供指导,提高设备的运行安全性。近年来,深度学习技术以其强大的特征提取能力和学习能力被学者们广泛地应用在轴承RUL预测领域,并取得了优异的成绩。依据数据在输入到深度学习预测模型前是否有信号处理步骤,可以将其分为基于信号处理的剩余使用寿命预测方法和基于深度学习的剩余使用寿命预测方法。本文以轴承为研究对象,针对上述两种方法中存在的问题,分别提出了基于特征融合的轴承剩余使用寿命预测方法和基于双任务Transformer的轴承剩余使用寿命预测方法。主要研究内容如下:(1)针对基于信号处理的剩余使用寿命方法中特征筛选指标的制定存在人为主观影响,且提取的振动特征中存在冗余的问题,提出了基于特征融合的轴承剩余使用寿命预测方法。该方法首先提取振动信号的时域统计特征和频域统计特征作为原始特征集。然后,基于自组织映射(Self-Organizing Map,SOM)和主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)构建了SOM-PCA特征融合算法,该算法可以将原始特征集中的特征融合以获取融合特征集,从而去除原始特征集中的冗余,并充分保留特征集中的不同退化趋势。接着,搭建了Bi LSTM-SA预测模型来进行轴承RUL预测。在Bi LSTM-SA预测模型中,双向长短时记忆神经网络(Bidirectional Long Short-Term Memory Network,Bi LSTM)用于提取输入数据的时序信息,自注意力机制(Self Attention,SA)实现特征的自适应筛选。最后,使用FEMTO轴承数据集和IMS轴承数据集验证了所提出的基于特征融合的轴承剩余使用寿命预测方法的有效性。(2)针对基于深度学习的轴承剩余使用寿命预测方法中的大部分研究将RUL预测和轴承退化阶段识别视为两个独立的任务,而忽略了其内在联系的问题,提出了基于双任务Transformer的轴承剩余使用寿命预测方法。该方法主要由多尺度膨胀卷积特征提取器和Transformer模型构成,其中多尺度膨胀卷积特征提取器用于提取振动信号的多尺度特征,而Transformer模型用于进一步提取信号的时序特征。为了使模型能够同时完成上述两个任务,Transformer的编码器输出被用于实现轴承退化阶段的识别,而解码器输出被用于实现轴承RUL预测。这样做的好处是,两个任务特征提取是并行的,在预测RUL的解码器中,仅通过多头注意力机制来实现轴承退化阶段信息的引入,从而避免了两个不同任务间互相干扰。接下来,通过退化阶段分类损失和RUL预测损失对网络进行优化以实现模型的训练。最后,利用XJTU-SY轴承数据集和IMS轴承数据集验证了所提出的基于双任务Transformer的轴承剩余使用寿命预测方法的有效性。

关键词：轴承剩余使用寿命深度学习特征融合双任务

韦伯新教伦理观试探——读韦伯《新教伦理与资本主义精神》有感

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文化学刊 2017年第5期 237-239页

作者：杨紫安华东师范大学

韦伯在《新教伦理与资本主义精神》一书中,主要探讨资本主义兴起的精神内核,认为由前资本主义社会和宗教改革孕育催生的新教伦理为资本主义提供了社会伦理价值支撑的论断,从以预定论为基础的天职观和入世禁欲主义等方面分析了新教伦理... 详细信息

韦伯在《新教伦理与资本主义精神》一书中,主要探讨资本主义兴起的精神内核,认为由前资本主义社会和宗教改革孕育催生的新教伦理为资本主义提供了社会伦理价值支撑的论断,从以预定论为基础的天职观和入世禁欲主义等方面分析了新教伦理与资本主义精神的内核关联,并认为这种关联使资本主义得以空前发展。韦伯以精神动力为切入点,为研究宗教和经济提供了新思路,但也存在一定疏漏。

关键词：韦伯新教伦理资本主义精神

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两只小猪的一天

天天爱学习（二年级） 2014年第21期 16-16页

作者：杨紫安江苏省南京市金陵中学河西分校小学部二年级(1)班

在森林的小木屋里，生活着小猪一家。一天，猪妈妈对两只可爱的小猪“长鼻子”和“大耳朵”说：“妈妈今天去买土豆，晚上才能回来。这段时间，你们可以去参加森林里的跳绳比赛。谁能赢得比赛，我就奖励他土豆吃。“土豆又脆又嫩，是小... 详细信息

在森林的小木屋里，生活着小猪一家。一天，猪妈妈对两只可爱的小猪“长鼻子”和“大耳朵”说：“妈妈今天去买土豆，晚上才能回来。这段时间，你们可以去参加森林里的跳绳比赛。谁能赢得比赛，我就奖励他土豆吃。“土豆又脆又嫩，是小猪们的最爱。一听到这个消息，他俩别提有多高兴啦!

关键词：猪跳绳比赛土豆森林妈妈

急性和慢性期下腰腿痛患者全脑灰质体积的研究

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临床放射学杂志 2025年第1期44卷 58-63页

作者：朱美美杨紫伟梁晓王瑶章勇周福庆南昌大学第一附属医院影像科、江西省医学影像研究所 330006 南昌大学第一附属医院疼痛科、江西省医学影像研究所 330006

目的探讨急性期和慢性期下腰腿痛(LBLP)全脑灰质体积(GMV)的变化特点及其与临床量表评分的相关性。方法前瞻性搜集25例急性期LBLP、47例慢性期LBLP和42名健康受试者(HC)的3D-T 1WI磁共振扫描数据。使用CAT12软件对数据进行基于体素的形... 详细信息

目的探讨急性期和慢性期下腰腿痛(LBLP)全脑灰质体积(GMV)的变化特点及其与临床量表评分的相关性。方法前瞻性搜集25例急性期LBLP、47例慢性期LBLP和42名健康受试者(HC)的3D-T 1WI磁共振扫描数据。使用CAT12软件对数据进行基于体素的形态学分析,通过方差分析和两样本事后t检验进行组间比较(年龄、性别和颅内总容积为协变量),P<0.001表示差异性极显著。将差异脑区的GMV与视觉模拟量表(VAS)评分、疼痛分级指数量表(PRI)评分、现有疼痛强度量表(PPI)评分、简易疼痛量表(BPI)评分、利兹神经病理性疼痛症状与体征评估量表(LANSS)评分、日本骨科协会评估量表(JOA)评分及病程进行偏相关分析。结果与HC相比,急性期LBLP左侧小脑6区和右侧颞下回GMV增加,慢性期LBLP右侧小脑6区GMV增加(P<0.001)。相关性分析表明,BPI-情绪评分与急性期LBLP左侧小脑6区GMV呈显著正相关(r=0.603,P=0.003);LANSS评分与慢性期LBLP右侧小脑6区GMV呈趋势正相关(r=0.318,P=0.036)。结论LBLP患者在急性期和慢性期均存在疼痛相关的脑区GMV增加。

关键词：下腰腿痛灰质体积基于体素的形态学分析脑灰质小脑

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2014年别克君越漏电故障

汽车维修技师 2025年第01期 110-111页

作者：杨紫斌朱君荣不详

VIN:LSGGF53WXEH××××××。行驶里程：74422km。故障现象：车辆每次停放大约2d后就不能启动，但搭电就能启动。曾在其他修理厂检修并更换了蓄电池，但没有排除故障。故障诊断：检查车辆仪表及发动机舱，没有发现改装或加装的设备、... 详细信息

VIN:LSGGF53WXEH××××××。行驶里程：74422km。故障现象：车辆每次停放大约2d后就不能启动，但搭电就能启动。曾在其他修理厂检修并更换了蓄电池，但没有排除故障。故障诊断：检查车辆仪表及发动机舱，没有发现改装或加装的设备、事故维修的痕迹。用诊断仪（GDS）读取故障码，显示有多个模块电压过低的故障，可确认都是蓄电池亏电引起的。查阅维修通讯和TAC技术简报，未发现类似故障的维修信息和解决方案。用诊断仪（GDS）可以通过串行数据传输与所有控制模块进行通信。

关键词：维修信息电压过低发动机舱车辆仪表故障码诊断仪行驶里程串行数据传输

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表观遗传学变化及运动调控:改善骨骼肌衰老的机制

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 419-429页

作者：樊饶孔健达李琳翟腾杨紫柔朱磊曲阜师范大学体育科学学院山东省济宁市272000

背景:骨骼肌衰老和多种表观遗传学变化密切相关,运动对这些表观遗传学变化具有一定调控作用,但尚不完全了解其具体机制。目的:回顾骨骼肌的表观遗传学机制以及运动如何通过这些表观遗传学机制来改善骨骼肌的衰老,并促进肌肉的适应性变化... 详细信息

背景:骨骼肌衰老和多种表观遗传学变化密切相关,运动对这些表观遗传学变化具有一定调控作用,但尚不完全了解其具体机制。目的:回顾骨骼肌的表观遗传学机制以及运动如何通过这些表观遗传学机制来改善骨骼肌的衰老,并促进肌肉的适应性变化,旨在更全面地认识骨骼肌老化和疾病机制。方法:于2023-06-01/08-01检索自建库至2023年8月的Web of Science、PubMed、中国知网(CNKI)、万方和维普等数据库,中文检索词包括骨骼肌、肌肉、衰老、老年、老化、运动、体育锻炼、表观遗传、表观遗传学等;英文检索词包括skeletal muscle,muscle,aging,older adult,senescence,older adult,age,exercise,sports,physical activity,physical activity,epigenetic,epigenetics等。运用布尔逻辑运算符将检索词连接并进行检索,并制定了相应的策略。根据预定的纳入和排除标准,最终筛选出70篇符合条件的文献。结果与结论:①表观遗传学是指基因序列不发生改变的情况下,基因表达和功能受到调控的现象,其中骨骼肌的表观遗传学变化是一个重要的领域;②骨骼肌的表观遗传学机制在肌肉衰老过程中起着重要作用,主要涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA的调控、染色质重塑、线粒体功能改变和衰老相关基因的表达改变等;③运动显著调控骨骼肌表观遗传学,包括运动促进骨骼肌DNA甲基化、骨骼肌组蛋白修饰、调控骨骼肌miRNA、调控骨骼肌长链非编码RNAs、调控肌肉因子(白细胞介素6的作用)、调控骨骼肌线粒体功能(过氧化物酶体增殖剂激活受体γ共激活因子1α的作用);④建议未来开展:长期、跨不同群体的运动干预研究;应用多组学技术,如蛋白组学和代谢组学;加强对单个细胞水平上表观遗传学变化;开展跨物种的比较研究以及人体临床试验将动物模型的发现转化到人类;研究运动与药理学干预相结合的策略评估两者的协同效果;开展骨骼肌和不同器官之间串扰交互作用的表观遗传学研究。

关键词：骨骼肌衰老表观遗传学变化运动调控 DNA甲基化组蛋白修饰线粒体功能

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基于非线性分析的无线通信识别系统优化研究

农机化研究 2025年第1期47卷 125-129页

作者：王永虎乔旭安重庆交通大学重庆402265 重庆城市职业学院重庆402160

为了进一步提升插秧机的通信效率及整机作业效率,以无线通信识别模块为研究对象,基于非线性分析控制理论展开优化研究。结合插秧机的作业环境特征和各组件协调作业特点,从通信信号的非线性处理和保证抗干扰能力角度入手,建立通信识别系... 详细信息

为了进一步提升插秧机的通信效率及整机作业效率,以无线通信识别模块为研究对象,基于非线性分析控制理论展开优化研究。结合插秧机的作业环境特征和各组件协调作业特点,从通信信号的非线性处理和保证抗干扰能力角度入手,建立通信识别系统的非线性控制器模型,并针对系统的输入输出和接口模块完成电路控制与程序优化布局。同时,进行插秧作业通信监测验证试验,结果表明:此非线性分析应用机理下,插秧机作业的智能性与精准性得到显著提高,通过非线性控制实现了细致有效的数据计算分析,通信传输效率相对提升了5.69%,插秧深度合格率可达96.78%,满足智能插秧设计要求。

关键词：智能插秧无线通信识别非线性分析电路控制通信传输效率

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五轴加工中心主轴零位快速调整法

金属加工(冷加工) 2025年第1期 82-83+94页

作者：孙克安中车唐山机车车辆有限公司

介绍一种针对840D数控系统的五轴加工中心主轴零点的快速调整方法，相比传统靠经验目测的调整法，效率得到大幅提升。

关键词：五轴加工中心电主轴零位调整

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大概念视角下高三数学大单元复习的实践探究

高考 2025年第1期 114-117页

作者：谢利安河池市宜州区高级中学

基于大概念的大单元教学与培育学生核心素养的目标高度契合，是推进课堂变革的重要支点。在高三复习课中利用大概念统整大单元复习，有利于教师从知识本位教学转向培养创新能力的专家思维，有利于提升学生解决新情境新问题的素养。本文... 详细信息

基于大概念的大单元教学与培育学生核心素养的目标高度契合，是推进课堂变革的重要支点。在高三复习课中利用大概念统整大单元复习，有利于教师从知识本位教学转向培养创新能力的专家思维，有利于提升学生解决新情境新问题的素养。本文基于数学学科从大概念引领大单元教学是新时代教师专业发展的需求、提炼高质量的数学大概念五种途径、建构大概念统领大单元教学设计的实施路径和引导学生用大单元大概念建构3D知识体系范式四个方面谈谈大概念统领的高三数学大单元复习一些具体的操作方法，希望对同行老师的教学有所帮助。

关键词：大概念高三数学大单元复习实践探究