1模型翻新点引见
1.1 时序特色捕捉与建模
经常使用Informer的编码器层来捕捉长缺点信号时序依赖特色
1.2 概率稠密留意力机制(ProbSparse Self-attention)
概率稠密自留意力是Informer模型中引入的一种稠密自留意力机制。其**现实是经过概率方法选用最关键的一局部留意力权重启动计算,而疏忽那些对结果影响较小的权重。这种方法能够清楚降落计算复杂度,同时坚持较高的模型功能。
1.3 多尺度特色提取-消息蒸馏
Informer的架构图并没有像Transformer一样在Encoder的左边标注来示意N个Encoder的重叠,而是一大一小两个梯形。横向看完单个Encoder(也就是架构图中左边的大梯形,是整个输入序列的主堆栈)。
Encoder的作用是Self-attention Distilling,因为ProbSparse自相关机制有很多都是用V的mean填充的,所以自然就存在冗余的attention sorce ,因此在相邻的Attention Block之间运行卷积与池化来对特色启动下采样,所以作者在设计Encoder时,驳回蒸馏的操作始终抽取重点特色,从而失掉值得重点关注的特色图。
1.4 特色增强与融合
在Informer的编码器层联合SENet启动特色增强
1.5 麻雀优化算法搜查参数
经过SSA,能够在较大的参数空间中高效地找到最优参数组合,增强模型的诊断才干和泛化功能。
参数优化的必要性
2轴承数据加载与预处置
2.1 导入数据
参考之前的文章,启动缺点10分类的预处置,凯斯西储大学轴承数据10分类数据集:
train_set、val_set、test_set 均为依照7:2:1划分训练集、验证集、测试集,最后保留数据
上图是数据的读取方式以及预处置思绪
2.2 数据预处置,制造数据集
3 麻雀优化算法
3.1 麻雀优化算法引见
麻雀优化算法(Sparrow Search Algorithm,简称SSA)是一种基于自然界麻雀行为特点的优化算法,它模拟了麻雀在寻食、迁移和社交等行为中的优化战略。该算法在处置多种优化疑问方面展现出了良好的功能。
麻雀优化算法的基本思维是经过模拟麻雀的寻食行为,始终优化搜查空间中的解。算法的环节可以分为寻食行为、迁移行为和社交行为三个阶段。
(1). 寻食行为(Foraging Behavior):麻雀在寻食时会选用距离较近且具备较高顺应度的食物源。在算法中,解空间中的每个集体被看作是一个食物源,具备顺应度评价值。麻雀经过选用顺应度较高的集体来寻觅更优的解。
(2). 迁移行为(Migration Behavior):当麻雀在一个食物源周围搜查一段期间后,假设没有找到更优的解,它们会选用退出食物源,返回其余食物源继续寻觅。在算法中,集体之间的位置消息会出现变动,以模拟麻雀的迁移行为。
(3). 社交行为(Social Behavior):麻雀在寻食时会经过与其余麻雀的交流来失掉更多的消息,从而提高自己的寻食效率。在算法中,集体之间经过替换消息来改善自身的解,并且降级解空间中的最优解。
3.2 基于Python的麻雀优化算法成功
3.3 麻雀优化算法-超参数寻优环节
麻雀优化算法具备便捷易成功、全局寻优才干和自顺应性等特点,实用于处置组合优化疑问。咱们经过麻雀优化算法来启动Informer-SENet模型的超参数寻优。
经过设置适合的种群规模和优化迭代次数,咱们在给定的超参数范畴内,搜查出最优的参数。
4基于Pytorch的SSA-Informer-SENet翻新诊断模型
4.1 定义SSA-Informer-SENet分类网络模型
4.2 设置参数,训练模型
50个epoch,准确率100%,SSA-Informer-SENet网络分类成果清楚,模型能够充沛提取轴承缺点信号的多尺度特色,收敛速度快,功能特意优越,。
4.3 模型评价
准确率、准确率、召回率、F1 Score
缺点十分类混杂矩阵:
其余成果展现
(1)模型训练可视化
(2)分类标签可视化
(3)原始数据 t-SNE特色可视化
(4)模型训练后的 t-SNE特色可视化:
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