高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于开集识别的反应堆关键设备振动信号分类方法研究

庞天枫 李书剑 杨泰波 罗能

庞天枫, 李书剑, 杨泰波, 罗能. 基于开集识别的反应堆关键设备振动信号分类方法研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 163-167. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0163
引用本文: 庞天枫, 李书剑, 杨泰波, 罗能. 基于开集识别的反应堆关键设备振动信号分类方法研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 163-167. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0163
Pang Tianfeng, Li Shujian, Yang Taibo, Luo Neng. Research on Vibration Signal Classification Method of the Key Equipment of Reactor Based on Open-set Recognition[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 163-167. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0163
Citation: Pang Tianfeng, Li Shujian, Yang Taibo, Luo Neng. Research on Vibration Signal Classification Method of the Key Equipment of Reactor Based on Open-set Recognition[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 163-167. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0163

基于开集识别的反应堆关键设备振动信号分类方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0163
详细信息
    作者简介:

    庞天枫(1992—),男,助理研究员,主要从事反应堆关键设备故障诊断算法研究与监测系统研发,E-mail: pangtf11@163.com

  • 中图分类号: TL38

Research on Vibration Signal Classification Method of the Key Equipment of Reactor Based on Open-set Recognition

  • 摘要: 在反应堆关键设备健康监测的实际工程场景下,设备状态随时间推移持续劣化,监测数据类别逐渐增多,传统数据驱动算法会出现准确度下降甚至失效问题。为克服这些问题,提出了一种开集信号分类方法。首先使用一个变分编码-分类器网络来对已知类别(KCs)进行分类,并学习特征空间的分布以提取隐特征;然后将隐特征拟合Weibull分布,基于极值理论(EVT)确定样本是否属于未知类别(UCs);最后使用反应堆实际运行过程中采集的多类带标签振动信号数据集进行模拟开集实验。实验结果表明,通过选取合适的判别阈值可对KCs和UCs进行有效地识别。本文方法为实际工程场景下,设备逐渐由正常状态出现未知故障的数据分类场景提供了可行的解决思路。

     

  • 图  1  开集识别示意

    Figure  1.  Open-set Recognition

    图  2  网络的总体技术路线图

    Figure  2.  Overall Technical Roadmap of the Network

    图  3  第一次训练结果

    Figure  3.  Results of Training No.1

    图  4  第二次训练结果

    Figure  4.  Results of Training No.2

    图  5  第三次训练结果

    Figure  5.  Results of Training No.3

    图  6  第四次训练结果

    Figure  6.  Results of Training No.4

    图  7  第五次训练结果

    Figure  7.  Results of Training No.5

    图  8  第六次训练结果

    Figure  8.  Results of Training No.6

  • [1] ZHAO M, ZHONG S, FU X, et al. Deep residual shrinkage networks for fault diagnosis[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 16(7): 4681-4690.
    [2] KHAN S, YAIRI T. A review on the application of deep learning in system health management[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2018, 107: 241-265. doi: 10.1016/j.ymssp.2017.11.024
    [3] 雷亚国,何正嘉. 混合智能故障诊断与预示技术的应用进展[J]. 振动与冲击,2011, 30(9): 129-135.
    [4] 段智勇,刘才学,艾琼,等. 基于随机森林的屏蔽泵故障诊断方法研究[J]. 核科学与工程,2020, 40(4): 625-630.
    [5] NALISNICK E T, MATSUKAWA A, TEH Y W, et al. Do deep generative models know what they don’t know?[C]//Proceedings of the 7th International Conference on Learning Representations. New Orleans: OpenReview. net, 2019.
    [6] SCHEIRER W J, DE REZENDE ROCHA A, SAPKOTA A, et al. Toward open set recognition[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2013, 35(7): 1757-1772. doi: 10.1109/TPAMI.2012.256
    [7] TAO Y, SHI H B, SONG B, et al. Hierarchical latent variable extraction and multisegment probability density analysis method for incipient fault detection[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, 18(4): 2244-2254. doi: 10.1109/TII.2021.3090753
    [8] RUFF L, VANDERMEULEN R A, GÖRNITZ N, et al. Deep one-class classification[C]//Proceedings of the 35th International Conference on Machine Learning. Stockholm: PMLR, 2018.
  • 加载中
图(8)
计量
  • 文章访问数:  19
  • HTML全文浏览量:  9
  • PDF下载量:  6
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-13
  • 修回日期:  2024-09-22
  • 刊出日期:  2025-01-06

目录

    /

    返回文章
    返回