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作者:窦唯;张宏利;刘晓阳;李金丰;张海林;
单位:北京航天动力研究所;上海大学机电工程与自动化学院;
摘要:针对液体火箭发动机涡轮泵故障样本少且难以获取问题,本文提出了一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的涡轮泵故障仿真数据风格迁移扩增方法。构建具有多层卷积结构的1D-CNN模型,并利用模型识别优化方法进行预训练,形成具有一定识别能力的预训练模型;将涡轮泵实测正常数据作为1D-CNN的风格信息输入,涡轮泵仿真故障数据作为1D-CNN的内容信息输入,分别获取两种输入的隐层信息;将随机生成的白噪声信号作为1D-CNN待训练生成信号初始值,构建风格损失及内容损失函数,通过两种损失函数的多次误差反传计算,生成模拟涡轮泵实际发射工况的合成故障数据。经液体火箭发动机涡轮泵试车轴承故障实验验证表明,该方法生成的轴承滚动体与外圈故障的合成信号,与实验信号的余弦相似度分别为0.703和0.62,故障特征频率相干性均接近1,能够满足实际场景使用需求,并代替实测故障信号,用于涡轮泵装置的故障诊断。
关键词:液体火箭发动机;;涡轮泵;;风格损失;;内容损失;;一维卷积神经网络
基金资助:国家重点实验室基金项目(MS01240120);; 国防技术基础科研项目(JSZI2019203A003);; 北京市自然科学基金创新联合基金(L258043);; 国家自然科学基金(52575095)~~