这篇文章是小萌新对西储大学轴承故障进行分析,固定特征为故障直径为0.007,电机转速为1797,12k驱动端故障数据(Drive_End)即DE-time。故障类型y值:滚动体故障,内圈故障,3时,6时,12时外圈故障。

  由于CWRU包无法在python3中直接用,因此首先改写了cwru的代码,直接进行数据处理并划分为训练集和测试集。接着对这些数据进行HHT转换,求出imfs,最后再构建LSTM模型进行分析。

import PyEMD
from PyEMD import *
import scipy
from scipy.io import loadmat
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import *
import os
import errno
import urllib.request as urllib
import numpy as np

from scipy.io import loadmat

import random

import pandas as pd

from keras.callbacks import ModelCheckpoint

from keras.models import Model, load_model, Sequential

from keras.layers import Dense, Activation, Dropout, Input, Masking, TimeDistributed, LSTM, Conv1D, Flatten

from keras.layers import GRU, Bidirectional, BatchNormalization, Reshape

from keras.optimizers import Adam    

from keras.utils import to_categorical

from keras.utils import plot_model

'''选取训练集和测试集数据
#选取故障直径为0.007,电机转速为1797,12k驱动端故障数据(Drive_End),
#y值分别为滚动体故障,内圈故障,3时,6时,12时外圈故障'''
## ===================================================选取数据===============================================================
#
class CWRU:

    def __init__(self, path1,length):
        file_list = []
        for root,dirs,files in os.walk(path1):
            for file in files:
                if '12k_Drive_End' in file and '007' in file and '_0_' in file:
                    file_list.append(file)

        self.length = length
        self._load_and_slice_data(path1, file_list)

        # shuffle training and test arrays

    def _load_and_slice_data(self, rdir, infos):
        self.X_train = np.zeros((0, self.length))
        self.X_test = np.zeros((0, self.length))
        self.y_train = []
        self.y_test = []
        for idx, info in enumerate(infos):
#            # directory of this file
            fdir = os.path.join(rdir, info)
            mat_dict = loadmat(fdir)      #载入数据
            fliter_i = filter(lambda x: 'DE_time' in x, mat_dict.keys())           #提取数据中的de-time部分
            fliter_list = [item for item in fliter_i]
            key = fliter_list[0]                                                 #这两步是取key值
#            key = filter(lambda x: 'DE_time' in x, mat_dict.keys())[0]
            time_series1 = mat_dict[key][:, 0]                    #将DE-time的时间序列取出来
            time_series = time_series1[:120001]
            idx_last = -(time_series.shape[0] % self.length)     #算出信号长度整数倍外还有那些数
            clips = time_series[:idx_last].reshape(-1, self.length)        # 将提取的时间序列转换成二维,每一个数据的长度为设置的长度

            n = clips.shape[0]                                               #行数,也就是代表数据量的大小
            n_split =int((3 * n / 4))                                      #设置训练集和测试集的比例
            self.X_train = np.vstack((self.X_train, clips[:n_split]))            #取训练集
            self.X_test = np.vstack((self.X_test, clips[n_split:]))             #取测试集
            self.y_train += [idx] * n_split                                    #给故障类型设立标签
            self.y_test += [idx] * (clips.shape[0] - n_split)                  #给测试的故障类型设立标签

path1 =   r"E:\work\CWRU_analysis\CaseWesternReserveUniversityData-master"  

data = CWRU(path1, 400)

X_train,y_train, X_test,y_test = [],[],[],[]

X_test.extend(data.X_test)

y_test.extend(data.y_test)

X_train.extend(data.X_train)

y_train.extend(data.y_train)    

''' ===============================================将data进行HHT,求出imf,这会转成三维的数据============================================================================
#对每个 数据去求imf,并作为输入'''
def data_to_imf(Data,t):
    imf = []
    for data in Data:
        emd = EMD()
        imf_ = emd.emd(data,t)[:5]
        imf.append(imf_)
    return np.array(imf).reshape(-1,5,400)

t = np.linspace(0, 1, 12000)[:400]

a = data_to_imf(X_train,t)

X_train_data = np.transpose(a,(0,2,1))

y_train_data = to_categorical(y_train)         #将数据转换成类别矩阵

b= data_to_imf(X_test,t)

X_test_data = np.transpose(b,(0,2,1))

y_test_data = to_categorical(y_test) 

'''
# =======================================构建LSTM模型并实验========================================================================================
# '''

def create_model():
    model = Sequential()
    #输入数据的shape为(n_samples, timestamps, features)
    #隐藏层设置为20, input_shape元组第二个参数1意指features为1
    model.add(LSTM(units=20,input_shape=(X_train_data.shape[1], X_train_data.shape[2])))
#    model.add(Dropout(0.2))
    #后接全连接层,直接输出单个值,故units为10

    model.add(Dense(units=5))
    model.add(Activation('softmax'))#选用非线性激活函数,用于分类
    model.compile(loss='categorical_crossentropy',optimizer=Adam(lr=0.001), metrics=['accuracy'])#损失函数为平均均方误差,优化器为Adam,学习率为0.001
    return model

model = create_model()
history =model.fit(X_train_data, y_train_data, epochs=1000, batch_size=225) 

#求损失函数
loss, acc = model.evaluate(X_test_data, y_test_data)

#保存模型
model_save_path = "model_file_path.h5"
model.save(model_save_path)
model.summary()

#输出准确率
print("Dev set accuracy = ", acc)

  本文有参考众多故障分析文章,但是忘了保存,没有链接了。。。。。。。。

基于LSTM对西储大学轴承故障进行分析的更多相关文章

  1. 基于SCADA数据驱动的风电机组部件故障预警

    吴亚联 1 , 梁坤鑫 1 , 苏永新 1* , 詹 俊 2(1.湘潭大学 信息工程学院, 湖南 湘潭 411105: 2.湖南优利泰克自动化系统有限公司, 湖南 长沙 410205) 摘 要: 为提 ...

  2. 【爆料】-《西悉尼大学毕业证书》UWS一模一样原件

    ☞西悉尼大学毕业证书[微/Q:865121257◆WeChat:CC6669834]UC毕业证书/联系人Alice[查看点击百度快照查看][留信网学历认证&博士&硕士&海归&a ...

  3. tensorflow实现基于LSTM的文本分类方法

    tensorflow实现基于LSTM的文本分类方法 作者:u010223750 引言 学习一段时间的tensor flow之后,想找个项目试试手,然后想起了之前在看Theano教程中的一个文本分类的实 ...

  4. 在TensorFlow中基于lstm构建分词系统笔记

    在TensorFlow中基于lstm构建分词系统笔记(一) https://www.jianshu.com/p/ccb805b9f014 前言 我打算基于lstm构建一个分词系统,通过这个例子来学习下 ...

  5. 基于LSTM + keras 的诗歌生成器

        最近在github 上发现了一个好玩的项目,一个基于LSTM + keras 实现的诗歌生成器,地址是:https://github.com/youyuge34/Poems_generator ...

  6. 深度学习|基于LSTM网络的黄金期货价格预测--转载

    深度学习|基于LSTM网络的黄金期货价格预测 前些天看到一位大佬的深度学习的推文,内容很适用于实战,争得原作者转载同意后,转发给大家.之后会介绍LSTM的理论知识. 我把code先放在我github上 ...

  7. 基于Spark和SparkSQL的NetFlow流量的初步分析——scala语言

    基于Spark和SparkSQL的NetFlow流量的初步分析--scala语言 标签: NetFlow Spark SparkSQL 本文主要是介绍如何使用Spark做一些简单的NetFlow数据的 ...

  8. 基于NetMQ的TLS框架NetMQ.Security的实现分析

    基于NetMQ的TLS框架NetMQ.Security的实现分析 前言 介绍 交互过程 支持的协议 TLS协议 支持的算法 实现 握手 第一次握手 Client Hello 第二次握手 Server ...

  9. 基于UML的中职班主任工作管理系统的分析与设计--文献随笔(二)

    一.基本信息 标题:基于UML的中职班主任工作管理系统的分析与设计 时间:2016 出版源:遵义航天工业学校 关键字:中职学校; 班主任工作管理; UML建模 二.研究背景 问题定义:班主任是一项特殊 ...

随机推荐

  1. Oracle - 用户及表空间的创建和删除

    -- 查询所有用户 SELECT USERNAME FROM ALL_USERS; -- 查询所有表空间 SELECT TABLESPACE_NAME FROM USER_TABLESPACES; - ...

  2. CF1166D——数学公式思维题

    #include<bits/stdc++.h> using namespace std; #define ll long long ll ans[],a,b,m; /* b=2^(n-2) ...

  3. 2-sat——hdu3062

    对于怎么建边还是不太清楚 选了a,那么b c不选,所以连边 选了b或c,那么a必定不选 /* 每个点拆成i*2,i*2+1 队长选,那么队友不选 队长不选,那么队友必定要选 */ #include&l ...

  4. C#可扩展编程之MEF(五):MEF高级进阶

      好久没有写博客了,今天抽空继续写MEF系列的文章.有园友提出这种系列的文章要做个目录,看起来方便,所以就抽空做了一个,放到每篇文章的最后. 前面四篇讲了MEF的基础知识,学完了前四篇,MEF中比较 ...

  5. Hadoop 初体验

    Hadoop 是一个基于谷歌发表的几篇论文而开发的一个分布式系统基础架构,用户可在不了解分布式底层细节的情况下,开发分布式程序.充分利用集群的威力进行高速运算和存储.Hadoop现在已经成了大数据的代 ...

  6. xml中的<if>和截取字符串

    <#if (envPollute=='1')>√</#if><#if (envPollute=='0')>√</#if>${as_title?subst ...

  7. 操作系统-CPU调度

    概念 控制.协调多个进程对CPU的竞争 即按一定的调度算法从就绪队列中选择一个进程,把CPU的使用权交给被选中的进程 场景 N个进程就绪,等待上M(M>=1)个CPU运行,需要决策哪个进程分配给 ...

  8. python3-常用模块之openpyxl(2)封装

    简单封装了下openpyxl,仅供参考,openpyxl版本2.6.2#操作存在的文件from openpyxl import Workbookfrom openpyxl import load_wo ...

  9. mybatis-环境配置-基本案例-和hibernate区别

    Mybatis第一天 1.  Mybatis介绍 MyBatis 本是apache的一个开源项目iBatis, 2010年这个项目由apache software foundation 迁移到了goo ...

  10. 附录C 准备NCDC气象数据(加解释)

    附录C 准备NCDC气象数据 这里首先简要介绍如何准备原始气象数据文件,以便我们能用Hadoop对它们进行分析.如果打算得到一份数据副本供Hadoop处理,可按照本书配套网站(网址为http://ww ...