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精密机械中的多尺度注意力故障分析：滚动导轨的研究突破
目录
文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1.1精密装备运维重要性提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1.2机械故障诊断技术发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.2多尺度特征融合机制概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.3注意力机制应用现状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
1.3.1常用注意力模型比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1.3.2在机械故障诊断中价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
1.4本研究核心目标与创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
理论基础与模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.1滚动接触疲劳机理简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.1.1微观裂纹萌生演化过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.1.2声振信号特征分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2.2异构数据时空对齐方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
2.2.1多传感器信息融合策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2.2.2双流特征提取网络．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
2.3基于层级感知的注意力网络设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
2.3.1底层局部细节捕捉单元．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
2.3.2顶层全局上下文整合单元．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
2.4网络训练与损失函数设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
2.4.1基于多指标自适应损失函数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
2.4.2正则化技术约束模型复杂度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
实验方案与数据集构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.1样本采集与场景设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
3.1.1试验台架搭建描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
3.1.2不同工况模拟生成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
3.2传感器部署策略说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
3.2.1声发射传感器选型部署．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
3.2.2速度传感器标定设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
3.3数据预处理增值方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
3.3.1信号去噪滤波技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
3.3.2相关性特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
3.4故障样本库构成分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
模型仿真与结果验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
4.1性能评价指标选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
4.1.1正确率与召回率分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
4.1.2F1分数与AUC值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
4.2对比方法介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85
4.2.1传统信号处理算法．．．．．
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