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工矿自动化2025年第12期:面向缺失数据迁移插补的矿用钻机主轴轴承故障诊断

来源:期刊VIP网 时间:


作者:邹筱瑜;唐子侯;刘晓;李鑫;

单位:中国矿业大学机电工程学院;智能采矿装备技术全国重点实验室;

摘要:针对矿用钻机复杂井下工况下监测数据噪声多、漂移大且存在大量缺失的问题,提出了一种基于模型迁移的钻机主轴轴承运行数据缺失值插补方法。该方法基于嵌入时空注意力的双向时序卷积联合生成对抗插补网络(BiTCGAIN-STA),通过双向时序卷积网络(BiTCN)捕捉前后时序依赖关系,通过时空注意力(STA)机制自适应分配时间与通道权重,并通过生成对抗训练提升插补样本的分布一致性与多样性,同时在目标域上进行真实数据微调,以增强迁移鲁棒性。提出了一种基于自适应加权融合与Informer网络的轴承故障诊断模型,结合Informer长序列特征提取网络对融合信号进行深度表征,从而提高对微弱故障特征的识别能力。实验结果表明:在不同缺失率下,BiTCGAIN-STA模型的均方根误差(RMSE)均显著高于Mean,MICE,GAIN等主流模型,实现了高质量的数据重建;轴承故障诊断模型对微弱故障的识别准确率达99.87%,显著高于Transformer、图神经网络(GNN)等模型。

关键词:矿用钻机;;主轴轴承;;轴承故障诊断;;缺失数据插补;;生成对抗网络;;迁移学习;;时空注意力

基金资助:国家自然科学基金项目(62273349)