此代码已经继续加入 轴承故障诊断—创新模型全家桶:轴承故障诊断—创新模型全家桶 (mbd.pub)
全家桶包括以下内容:
1.Python-凯斯西储大学(CWRU)轴承数据解读与分类处理 (mbd.pub)
2.轴承故障VMD-CNN-BiLSTM的分类模型 (mbd.pub)
3.轴承故障VMD-CNN-Transfromer的分类模型 (mbd.pub)
4.FFT+CNN-Transformer时域、频域特征融合的轴承故障识别模型 (mbd.pub)
5.FFT+CNN-BiGRU-Attention时域、频域特征注意力融合的轴承故障识别模型 (mbd.pub)
6.Python轴承故障诊断 (18)基于CNN-TCN-Attention的创新诊断模型 (mbd.pub)
7.轴承故障创新模型:时空特征融合注意力机制的故障识别模型 (mbd.pub)
8.Python轴承故障诊断 (21)基于VMD-CNN-BiTCN的创新诊断模型 (mbd.pub)
9.Python轴承故障诊断 (19)基于Transformer-BiLSTM的创新诊断模型 (mbd.pub)
10.故障诊断 | 基于SSA-CNN-Transformer的诊断模型 (mbd.pub)
包括 完整的CWRU轴承故障数据集, 以及已经生成制作好的故障信号数据集、分类数据和标签集,对应代码均可以运行
创新网络分类效果显著,模型能够充分提取轴承故障信号的空间和时序特征和频域特征,收敛速度快,性能优越, 精度高。创新度也有!!!
https://mbd.pub/o/bread/mbd-ZZmYlJ1t
基于VMD+CNN-BiGRU-Attenion: https://mbd.pub/o/bread/ZZmal5pt
环境:python 3.9 pytorch 1.8 及其以上都可以
任何环境安装或者代码问题,请联系作者沟通交流,对于购买者,作者免费解决后续问题,关注微信公众号[建模先锋],联系作者;

CNN-TCN-Attention的创新诊断模型:
输入数据维度为[32, 1, 1024], 先送入CNN网络进行1d的卷积池化提取空间特征, 然后把卷积池化后的特征送入TCN层提取时序特征,最后通过自注意力进行多尺度特征融合,最终送入全连接层和softmax进行分类诊断。
前言
本文基于凯斯西储大学(CWRU)轴承数据,先经过数据预处理进行数据集的制作和加载,最后通过Pytorch实现 CNN-TCN-Attention模型 对故障数据的分类。 凯斯西储大学轴承数据的详细介绍可以参考下文:
Python-凯斯西储大学(CWRU)轴承数据解读与分类处理
1 轴承数据加载与预处理
1.1 导入数据
参考之前的文章,进行故障10分类的预处理, 凯斯西储大学轴承数据 10分类数据集:

train_set、val_set、test_set 均为按照7:2:1划分训练集、验证集、测试集,最后保存数据

上图是数据的读取形式以及预处理思路
1.2 数据预处理,制作数据集

3 基于Pytorch的CNN-TCN-Attention创新诊断模型
3.1 定义CNN-TCN-Attention分类网络模型

3.2 设置参数,训练模型

50个epoch,准确率将近98%,CNN-TCN-Attention网络分类效果显著,CNN-TCN-Attention模型能够充分提取轴承故障信号的多尺度特征,收敛速度快,性能特别优越,效果明显。
注意调整参数:
- 可以适当增加 TCN层数和每层维度数,微调学习率;
- 微调CNN层数和每层神经元个数,增加更多的 epoch (注意防止过拟合)
- 可以改变一维信号堆叠的形状(设置合适的长度和维度)
3.3 模型评估
准确率、精确率、召回率、F1 Score

故障十分类混淆矩阵:


往期精彩内容:
Python-凯斯西储大学(CWRU)轴承数据解读与分类处理
Pytorch-Transformer轴承故障一维信号分类(三)
Python轴承故障诊断 (四)基于EMD-CNN的故障分类
Python轴承故障诊断 (五)基于EMD-LSTM的故障分类
Python轴承故障诊断 (六)基于EMD-Transformer的故障分类
Python轴承故障诊断 (七)基于EMD-CNN-LSTM的故障分类
Python轴承故障诊断 (八)基于EMD-CNN-GRU并行模型的故障分类
基于FFT + CNN - BiGRU-Attention 时域、频域特征注意力融合的轴承故障识别模型
基于FFT + CNN - Transformer 时域、频域特征融合的轴承故障识别模型
Python轴承故障诊断 (九)基于VMD+CNN-BiLSTM的故障分类
Python轴承故障诊断 (十)基于VMD+CNN-Transfromer的故障分类
Python轴承故障诊断 (11)基于VMD+CNN-BiGRU-Attenion的故障分类
交叉注意力融合时域、频域特征的FFT + CNN -BiLSTM-CrossAttention轴承故障识别模型
交叉注意力融合时域、频域特征的FFT + CNN-Transformer-CrossAttention轴承故障识别模型