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基于深度残差收缩网络的滚动轴承故障诊断

北京航空航天大学学报 2021年第7期47卷 1399-1406页

作者：车畅畅王华伟倪晓梅蔺瑞管南京航空航天大学民航学院南京210016

滚动轴承的准确故障诊断是确保机械设备安全可靠运行的必要手段。针对多故障、长时间序列的滚动轴承振动信号,提出了一种基于深度残差收缩网络(DRSN)模型的故障诊断方法。首先,根据采集到的滚动轴承数据构造故障样本,针对多种故障类型... 详细信息

滚动轴承的准确故障诊断是确保机械设备安全可靠运行的必要手段。针对多故障、长时间序列的滚动轴承振动信号,提出了一种基于深度残差收缩网络(DRSN)模型的故障诊断方法。首先,根据采集到的滚动轴承数据构造故障样本,针对多种故障类型下的长时间序列的振动信号,按照一定尺寸将长时间序列矩阵化,构成多故障类型的灰度图故障样本。从正常到故障的滚动轴承性能退化过程,通过多个采样点的随机采样,构造全寿命周期的故障样本用于故障诊断。其次,在多层深度学习模型基础上,将残差收缩网络模块加入到卷积神经网络(CNN)中构建深度残差收缩网络模型用于故障诊断,其中通过将残差项加入到网络中训练解决了多层网络模型的模型退化问题,利用软阈值化实现了样本降噪。最后,为了验证所提方法的有效性,采集了滚动轴承的多故障时间序列样本和全寿命周期故障样本用于故障诊断。实例验证的结果表明:所提深度残差收缩网络模型在处理含噪声样本时仍具有良好的鲁棒性,多层网络模型下没有明显的网络退化,能够保持较高的故障诊断正确率。在处理2种轴承故障数据集时,与其他模型相比,所提方法训练误差更低,平均故障诊断正确率提高1%~6%。

关键词：滚动轴承故障诊断深度残差收缩网络(DRSN) 卷积神经网络(CNN) 软阈值化

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基于SOM和关联规则的民机运行风险

北京航空航天大学学报 2022年第11期48卷 2325-2334页

作者：熊明兰王华伟倪晓梅蔺瑞管南京航空航天大学民航学院南京211106

为充分认知民机风险,实现从事故中学习,以重大民机事故(MCAA)为研究对象挖掘出事故深层次的致因特征。针对MCAA信息具有可读性差,系统行为具有非线性导致的无法直接获取运行风险信息,难以直接建立事故致因的关联与映射关系,提出一种从M... 详细信息

为充分认知民机风险,实现从事故中学习,以重大民机事故(MCAA)为研究对象挖掘出事故深层次的致因特征。针对MCAA信息具有可读性差,系统行为具有非线性导致的无法直接获取运行风险信息,难以直接建立事故致因的关联与映射关系,提出一种从MCAA中学习民机运行风险特征的方法。针对民机运行特点,结合事故信息及认知可靠性和失误分析方法(CREAM),设计出MCAA-CREAM模型,并构建民机多属性技术重大事故数据集。采用自组织映射(SOM)模型,完成对事故的聚类分析和抽象特征映射,以2D地图形式增强风险因素可读性,利用关联规则有效挖掘风险因素间的强关联关系。

关键词：民机安全风险特征事故分析自组织映射模型关联规则

基于LSTM分类器的航空发动机预测性维护模型

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系统工程与电子技术 2022年第3期44卷 1052-1059页

作者：蔺瑞管王华伟车畅畅倪晓梅熊明兰南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

利用传感器数据进行预测性维护是航空发动机故障预测与健康管理(prognostic and health management, PHM)的关键问题。针对发动机剩余寿命预测准确性低的问题,提出基于长短期记忆网络(long short-term memory network, LSTM)分类器的预... 详细信息

利用传感器数据进行预测性维护是航空发动机故障预测与健康管理(prognostic and health management, PHM)的关键问题。针对发动机剩余寿命预测准确性低的问题,提出基于长短期记忆网络(long short-term memory network, LSTM)分类器的预测性维护模型。LSTM分类器通过门控单元对长时间序列信息进行充分筛选,并将有效信息用于时间序列预测。首先,采用滑动时间窗口制备训练样本。其次,将预处理后的样本输入LSTM,预测设备在特定时间窗口内的失效概率。然后,通过调整窗口大小,得到最优性能的二分类模型,以更好地适应预测维护需求。最后,利用美国航空航天局C-MAPSS数据集验证了该模型的有效性,相比于已有分类方法,其在剩余使用寿命分类方面更加准确。

关键词：故障预测与健康管理预测性维护长短期记忆网络时间窗二分类

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基于1D-CNN和Bi-LSTM的航空发动机剩余寿命预测

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机械工程学报 2021年第14期57卷 304-312页

作者：车畅畅王华伟倪晓梅蔺瑞管熊明兰南京航空航天大学民航学院南京211106

剩余寿命预测对航空发动机的预防性维修有重要指导作用,是保障飞机安全运行,提高维修保障效率的重要手段。一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和双向长短时记忆神经网络(Bidirectional long short me... 详细信息

剩余寿命预测对航空发动机的预防性维修有重要指导作用,是保障飞机安全运行,提高维修保障效率的重要手段。一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和双向长短时记忆神经网络(Bidirectional long short memory, Bi-LSTM)被应用于航空发动机剩余寿命预测模型。首先,根据工程经验在多状态参数的主成分分析的基础上对退化过程进行随机分布拟合,得到综合性能退化量;然后将多变量时间序列样本和对应的性能退化量代入1D-CNN模型进行回归分析,从而得到性能退化分析模型;再通过Bi-LSTM对性能退化量进行时间序列预测,得到性能退化的未来趋势;最后通过设定性能退化阈值,得到剩余寿命预测结果,从而得到从多状态参数-性能退化分析-性能退化预测-剩余寿命预测的实时动态感知模型。实例分析结果表明,提出的混合模型与其他单一深度学习和传统模型相比,有更低的回归分析误差和退化预测误差,能够得到更准确可靠的剩余寿命预测结果。

关键词：航空发动机剩余寿命性能退化一维卷积神经网络双向长短时记忆网络

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飞机整体驱动发电机可靠性评估及寿命预测

中国工程机械学报 2018年第5期16卷 399-403页

作者：李景奎段飞飞蔺瑞管王松沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136 中国南方航空股份有限公司沈阳维修基地沈阳110100

基于航空维修工程中飞机整体驱动发电机(IDG)的故障数据,进行IDG整机可靠性评估及寿命预测研究.利用Edgeworth级数,将服从任意分布的故障数据概率分布函数近似展开成标准正态分布函数,利用Hermite多项式进行计算,获得可靠度R及平均故障... 详细信息

基于航空维修工程中飞机整体驱动发电机(IDG)的故障数据,进行IDG整机可靠性评估及寿命预测研究.利用Edgeworth级数,将服从任意分布的故障数据概率分布函数近似展开成标准正态分布函数,利用Hermite多项式进行计算,获得可靠度R及平均故障间隔时间的点估计.解决了任意分布的故障数据概率密度函数及概率分布函数难以确定、传统方法IDG运算过程复杂、计算量庞大的问题.运用Bootstrap方法进行IDG可靠度、平均故障间隔时间的点估计和区间估计计算,并通过算例验证了Edgeworth级数方法的正确性和有效性,为制定航空维修计划、节约维修成本,提供了科学的理论依据,具有重要的工程指导意义.

关键词：整体驱动发电机(IDG) 可靠性评估寿命预测 Edgeworth级数

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民机系统部件维修间隔优化

中国工程机械学报 2019年第1期17卷 90-96页

作者：李景奎蔺瑞管段飞飞王俊辉沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136 中国南方航空股份有限公司沈阳维修基地沈阳110136

在民机维修规划中,针对系统部件维修间隔优化的问题,考虑可靠性影响及经济性因素,确定飞机系统部件最优维修间隔.提出运用改进的三参数威布尔极大似然估计法,求解部件可靠性数据的分布参数,获得维修项目在不同故障影响类型下的可靠寿命... 详细信息

在民机维修规划中,针对系统部件维修间隔优化的问题,考虑可靠性影响及经济性因素,确定飞机系统部件最优维修间隔.提出运用改进的三参数威布尔极大似然估计法,求解部件可靠性数据的分布参数,获得维修项目在不同故障影响类型下的可靠寿命方程,并建立了可靠寿命区间约束下的维修费用率优化模型,运用遗传算法进行求解,制定出最优维修间隔期.通过实例分析,对比部件维修技术报告参考值,验证了本方法的可行性,为合理制定维修计划提供了理论依据.

关键词：可靠性经济性三参数威布尔遗传算法最优维修间隔

初发过敏性紫癜患儿免疫功能变化及其临床意义

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国际检验医学杂志 2014年第11期35卷 1417-1418,1421页

作者：林珊林世光郭瑞官吴汝香李晶黄明清福建省福州儿童医院/福建省卫生职业技术学院教学医院检验科福建福州350005 福建省福州儿童医院/福建省卫生职业技术学院教学医院内科福建福州350005

目的探讨初发过敏性紫癜(HSP)患儿细胞免疫、体液免疫功能变化及其临床意义。方法采用流式细胞术检测156例HSP患儿外周血T淋巴细胞CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3+CD4+CD8+,B淋巴细胞CD3-CD19+及NK细胞CD3-CD16+CD56+的表达水平,采用散... 详细信息

目的探讨初发过敏性紫癜(HSP)患儿细胞免疫、体液免疫功能变化及其临床意义。方法采用流式细胞术检测156例HSP患儿外周血T淋巴细胞CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3+CD4+CD8+,B淋巴细胞CD3-CD19+及NK细胞CD3-CD16+CD56+的表达水平,采用散射免疫比浊法检测血清免疫球蛋白IgG、IgA、IgM,以及补体C3、C4的水平,采用免疫化学发光法检测IgE水平,并与25例健康儿童进行比较。结果 HSP患儿CD3+、CD3+CD4+百分比及CD4+/CD8+比值均显著下降,CD3-CD19+百分比显著上升,与健康儿童相比差异均有统计学意义(P<0.01),CD3+CD4+CD8+百分比上升(P<0.05),CD16+CD56+百分比下降(P<0.05)。HSP患儿的IgA、IgE、IgG、C3水平升高,与健康儿童比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 HSP患儿存在细胞免疫及体液免疫水平失调造成的免疫功能紊乱,淋巴细胞亚群、免疫球蛋白及补体的检测对于从细胞免疫及体液免疫角度了解患儿的免疫功能,探讨疾病的发病机制、辅助诊断及预后有重要意义。

关键词：过敏性紫癜儿童淋巴细胞亚群免疫球蛋白补体