[發(fā)明專利]基于域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)的航發(fā)傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110588075.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN113310689B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫闖;李天福;趙志斌;王詩(shī)彬;田紹華;嚴(yán)如強(qiáng);陳雪峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/028
• 分類號(hào): G01M13/028;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)的航發(fā)傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，包括如下步驟：

S100：采集故障未知的航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的第一振動(dòng)信號(hào),以該第一振動(dòng)信號(hào)作為無(wú)標(biāo)簽的目標(biāo)域數(shù)據(jù)；

S200：構(gòu)建域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)，采集故障已知的航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的第二振動(dòng)信號(hào)，以該第二振動(dòng)信號(hào)作為有標(biāo)簽的源域數(shù)據(jù)，以源域數(shù)據(jù)和部分目標(biāo)域數(shù)據(jù)作為輸入對(duì)域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，其中，所述域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)包括：

特征提取器F，所述特征提取器F包括四層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)圖生成層和兩層圖卷積網(wǎng)絡(luò)，所述特征提取器F用于提取源域數(shù)據(jù)和部分目標(biāo)域數(shù)據(jù)的特征值，所述特征提取器F還用于將所提取的源域數(shù)據(jù)和目標(biāo)域數(shù)據(jù)的特征值轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)圖數(shù)據(jù)以及對(duì)關(guān)聯(lián)圖數(shù)據(jù)建模；

故障分類器C，所述故障分類器C包含一個(gè)全連接層，所述故障分類器C用于對(duì)源域數(shù)據(jù)所攜帶的故障類型進(jìn)行識(shí)別；

域鑒別器D，所述域鑒別器D包含三層圖卷積層，用于區(qū)分源域數(shù)據(jù)與目標(biāo)域數(shù)據(jù)的差異；

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)齊器S，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)齊器S包含一個(gè)最大均值差異距離估計(jì)器，用于對(duì)齊源域數(shù)據(jù)和目標(biāo)域數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

S300：將另一部分目標(biāo)域數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的域自適應(yīng)圖卷積網(wǎng)絡(luò)，獲得目標(biāo)域數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)故障的遷移診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特征提取器F的表達(dá)式為：

且

其中，GConv(·)和Conv(·)分別表示圖卷積層運(yùn)算和卷積運(yùn)算，GGL(·)表示圖生成層，X分別表示通過(guò)圖生成層構(gòu)造的關(guān)聯(lián)圖的鄰接矩陣和節(jié)點(diǎn)特征矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述故障分類器C的表達(dá)式為：

C(X)＝aX+b

其中，a和b分別表示全連接層的權(quán)重和偏置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述域鑒別器D的表達(dá)式為：

D(X_s,X_t)＝Conv(|X_s,X_t|)

其中，X_s和X_t分別表示學(xué)習(xí)到的源域數(shù)據(jù)特征和目標(biāo)域數(shù)據(jù)特征，|·|表示拼接操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)齊器S的表達(dá)式為：

其中，表示映射函數(shù)集，k(·)表示中的一種映射，m和n分別表示源域數(shù)據(jù)的和目標(biāo)域數(shù)據(jù)的數(shù)量，和分別表示來(lái)自源域和目標(biāo)域的第i個(gè)樣本，和分別表示來(lái)自源域和目標(biāo)域的第j個(gè)樣本，s和t分別表示樣本來(lái)自源域和目標(biāo)域，i和j分別表示樣本在樣本集中的位置。