基于LSTM对西储大学轴承故障进行分析
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
- 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 ...
- 【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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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
- Spring Boot 整合 ActiveMQ
依赖 <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spri ...
- 流程控制&&函数
1.if 条件语句 if 判断条件: 执行语句…… elif 判断条件: 执行语句…… else: 执行语句…… 2.for 循环 ''' for 后跟变量名,in 后跟序列,注意加冒号 for 循环 ...
- 一个事件一定时间内只允许点击执行一次 与 vue阻止滚动穿透
可能我的方法很笨,简单实现来的就是给两个状态,一个状态点击时就发生改变,另外一个给一个定时器延迟改变 篮圈部分,给了两种状态,一个isDisable,一个comeTime 点击事件以后comeTime ...
- js实现获取两个日期之间所有日期的方法
function getDate(datestr){ var temp = datestr.split("-"); var date = new Date(temp[0],temp ...
- 【转载】Python eval
转载 作者博文地址:https://www.cnblogs.com/liu-shuai/ eval 功能:将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果. 语法: eval(source[, gl ...
- TKmybatis的框架介绍及使用方法
最近项目使用了SpringBoot+TKMytis框架,期间遇到一些问题,顺便记一下. 一.框架配置 配置的话非常简单,我用的是SpringBoot,直接引入: <dependency> ...
- GitHub for Visual Studio使用讲解
从VS2015起(应该是吧?),微软已经在VS中集成了GitHub,方便开发者对项目进行版本控制. 扩展包下载地址:https://aka.ms/ghfvs 其实VS2015的安装包中已经自带了这个扩 ...
- 在ALV点击Key值调用TCode,跳过初始屏幕
在开发ALV报表时,通常业务部门会要求在ALV中点击单据号,屏幕跳转到具体业务凭证中查看业务明细,效果如下图: 点击销售销售订单号或者交货单号可传入单据号直接打开销售订单或交货单,实现方式如下: 一. ...
- Vue.nextTick()的介绍和使用场景
每次都很好奇这个干嘛的,然后百度之后还是不明白.今天就彻彻底底好好的弄明白这是干嘛的!! 首先看一下vue文档 nextTick(),是将回调函数延迟在下一次DOM更新数据后调用,简单的理解是:当数据 ...
- SQL2005自动备份,定期删除的维护计划及自动定期清除日志
作为一名DBA,他们最常见的日常任务是: 1)定期完成数据库的完全备份或差异备份.2)定期清理备份文件,因为存储空间有限,可能只需要保存一个时期段内的文件(比如一周内或一月内). 而如何做到这两点呢? ...