上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (11): 1408-1416.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.175
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑; 《上海交通大学学报》2021年“自动化技术、计算机技术”专题
收稿日期:2020-06-09
出版日期:2021-11-28
发布日期:2021-12-03
通讯作者:
殷跃红
E-mail:yhyin@sjtu.edu.cn
作者简介:姜宇迪(1995-),男,江苏省苏州市人,硕士生,主要从事机器人和智能制造方面的研究.
基金资助:
JIANG Yudi, HU Hui, YIN Yuehong(
)
Received:2020-06-09
Online:2021-11-28
Published:2021-12-03
Contact:
YIN Yuehong
E-mail:yhyin@sjtu.edu.cn
摘要:
为了改善电梯制动器在真实工作环境下的寿命预测效果,提出一种基于长短期记忆网络自编码器(LSTM-ED)的无监督深度迁移学习方法,利用仿真数据实现制动器在工作时的健康状态分析.利用源领域数据初步训练LSTM-ED和全连接网络;以LSTM-ED为特征提取器,将仿真和实际数据映射到特征空间并利用最大平均差异实现数据对齐;利用全连接网络回归特征空间中的目标领域数据,从而实现对制动器在真实工作环境下的剩余生命周期预测.在训练阶段中,采用分步训练法替代传统的联合训练法,以保证单个模块的准确性.对比试验仿真数据与电梯塔中的实际工作数据,以验证方法的有效性.结果表明:通过引入迁移学习和分步训练法,所提方法可以将剩余生命周期预测的均方误差降低至 0.0016,能够实现电梯制动器在真实工作环境下的剩余生命周期精准预测.
中图分类号:
姜宇迪, 胡晖, 殷跃红. 基于无监督迁移学习的电梯制动器剩余寿命预测[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1408-1416.
JIANG Yudi, HU Hui, YIN Yuehong. Unsupervised Transfer Learning for Remaining Useful Life Prediction of Elevator Brake[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(11): 1408-1416.
| [1] |
WOLSZCZAK P, LONKWIC P, CUNHA A, et al. Robust optimization and uncertainty quantification in the nonlinear mechanics of an elevator brake system[J]. Meccanica, 2019, 54(7):1057-1069.
doi: 10.1007/s11012-019-00992-7 URL |
| [2] | 樊朝锺. 电梯曳引机电磁制动系统故障检测及系统测试[J]. 中国设备工程, 2018(23):104-106. |
| FAN Chaozhong. Fault detection and system test of electromagnetic braking system of elevator traction machine[J]. China Plant Engineering, 2018(23):104-106. | |
| [3] | 赵海文, 吴云龙, 贺鹏, 等. 电梯曳引机制动器故障检测方法研究[J]. 机床与液压, 2018, 46(1):185-188. |
| ZHAO Haiwen, WU Yunlong, HE Peng, et al. Research for detection method of elevator tractor brake fault[J]. Machine Tool & Hydraulics, 2018, 46(1):185-188. | |
| [4] | 周前飞, 丁树庆, 冯月贵, 等. 基于支持向量机的电梯制动器智能监测预警系统[J]. 中国特种设备安全, 2018, 34(5):22-27. |
| ZHOU Qianfei, DING Shuqing, FENG Yuegui, et al. The elevator brake intelligent monitoring and fault early warning system based on SVM[J]. China Special Equipment Safety, 2018, 34(5):22-27. | |
| [5] | 贺无名, 王培良, 沈万昌. 基于LS-SVM的电梯制动器故障诊断[J]. 工矿自动化, 2010, 36(2):44-48. |
| HE Wuming, WANG Peiliang, SHEN Wanchang. Fault diagnosis of elevator brake based on LS-SVM[J]. Industry and Mine Automation, 2010, 36(2):44-48. | |
| [6] | RAMASSO E. Investigating computational geometry for failure prognostics[J]. International Journal of Prognostics and Health Management, 2014, 5(1):1-18. |
| [7] |
SI X S, WANG W B, HU C H, et al. Remaining useful life estimation—A review on the statistical data driven approaches[J]. European Journal of Operational Research, 2011, 213(1):1-14.
doi: 10.1016/j.ejor.2010.11.018 URL |
| [8] | TAN C Q, SUN F C, KONG T, et al. A survey on deep transfer learning[M]// Artificial Neural Networks and Machine Learning-ICANN 2018. Cham: Springer International Publishing, 2018: 270-279. |
| [9] | ZHAO Z B, ZHANG Q Y, YU X L, et al. Unsupervised deep transfer learning for intelligent fault diagnosis: An open source and comparative study[EB/OL]. (2019-12-28)[2020-06-09]. https://arxiv.org/abs/1912.12528. |
| [10] |
YANG B, LEI Y G, JIA F, et al. An intelligent fault diagnosis approach based on transfer learning from laboratory bearings to locomotive bearings[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, 122:692-706.
doi: 10.1016/j.ymssp.2018.12.051 URL |
| [11] | AHN E, KUMAR A, FENG D G, et al. Unsupervised deep transfer feature learning for medical image classification[C]// 2019 IEEE 16th International Symposium on Biomedical Imaging. Venice, Italy: IEEE, 2019: 1915-1918. |
| [12] |
TAHMORESNEZHAD J, HASHEMI S. Visual domain adaptation via transfer feature learning[J]. Knowledge and Information Systems, 2017, 50(2):585-605.
doi: 10.1007/s10115-016-0944-x URL |
| [13] | 宋鹏, 郑文明, 赵力. 基于特征迁移学习方法的跨库语音情感识别[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2016, 56(11):1179-1183. |
| SONG Peng, ZHENG Wenming, ZHAO Li. Cross-corpus speech emotion recognition based on a feature transfer learning method[J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2016, 56(11):1179-1183. | |
| [14] |
SUN C, MA M, ZHAO Z B, et al. Deep transfer learning based on sparse autoencoder for remaining useful life prediction of tool in manufacturing[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 15(4):2416-2425.
doi: 10.1109/TII.9424 URL |
| [15] |
JIA F, LEI Y G, GUO L, et al. A neural network constructed by deep learning technique and its application to intelligent fault diagnosis of machines[J]. Neurocomputing, 2018, 272:619-628.
doi: 10.1016/j.neucom.2017.07.032 URL |
| [16] | ZHANG B, LI W, TONG Z, et al. Bearing fault diagnosis under varying working condition based on domain adaptation[EB/OL]. (2017-07-31)[2020-06-09]. https://arxiv.org/abs/1707.09890. |
| [1] | 童振, 龚正, 王东泽, 王心怡, 谢子阳. 单孔腔镜手术机器人技术突破与启示:评徐凯团队术锐系统(特邀)[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(3): 355-363. |
| [2] | 乔文超, 聂伟民, 杜选民, 刘本奇, 叶天明, 杨天霖. 用于圆周合成孔径声呐成像的无人船圆周运动精准控制方法[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(1): 154-162. |
| [3] | 董德金, 王常成, 蔡云泽. 基于改进多目标进化算法的栅格地图路径规划[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(10): 1558-1567. |
| [4] | 曹凯, 陈阳泉, 李康, 陈超波, 阎坤, 刘伟超. 基于动态密度引导的多机器人编队队形变换方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(11): 1783-1797. |
| [5] | 赖国良, 胡钊政, 周哲, 万金杰, 任靖渊. 基于语义似然与高精度地图匹配的智能车辆同时定位与检测[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(10): 1618-1628. |
| [6] | 王琦, 李绿洲, 董旭, 袁宁一, 丁建宁. 轨迹可控的微型水母机器人研制[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(8): 1240-1248. |
| [7] | 赵威, 袁绍珂, 李忆楠, 费燕琼. 仿人表情机器人的下颌机构设计与运动[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(8): 1231-1239. |
| [8] | 李翠明, 王华, 徐龙儿, 王龙. 基于改进DeepLabv3+的光伏电站道路识别方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(5): 776-782. |
| [9] | 刘文倩, 单梁, 张伟龙, 刘成林, 马强. 复杂环境下基于改进Informed RRT*的无人机路径规划算法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(4): 511-524. |
| [10] | 苏怡仪, 徐齐平, 刘锦阳. 气动齿状软体驱动器的理论建模、仿真分析及实验研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(8): 1016-1027. |
| [11] | 庄浩宇, 颜国正, 费倩, 汪炜, 赵凯. 肠道机器人无线供能的混合式三维发射线圈特性研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(5): 545-551. |
| [12] | 林淳, 贺越生, 方兴其, 王春香. 一种面向泊车场景智能车辆轨迹规划方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(3): 345-353. |
| [13] | 张文安, 高伟展, 刘安东. 基于动态运动原语和自适应控制的机器人技能学习[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(3): 354-365. |
| [14] | 韩超, 陈敏, 黄宇昊, 赵明辉, 杜乾坤, 梁庆华. 基于全局特征描述子的激光SLAM回环检测方法[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1379-1387. |
| [15] | 王宇轩, 刘朝雨, 王江北, 费燕琼. 具有多地形运动能力的双模块软体机器人[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1388-1396. |
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