电子测量技术2024,Vol.47Issue(24) :179-187.DOI:10.19651/j.cnki.emt.2416954

基于并行TCN-SE-BiLSTM模型的涡扇发动机剩余寿命预测

Prediction of remaining useful life for turbofan engines based on parallel TCN-SE-BiLSTM model

张鑫阳 王可庆 贾新旺 郭永信 蒋亮
电子测量技术2024,Vol.47Issue(24) :179-187.DOI:10.19651/j.cnki.emt.2416954

基于并行TCN-SE-BiLSTM模型的涡扇发动机剩余寿命预测

Prediction of remaining useful life for turbofan engines based on parallel TCN-SE-BiLSTM model

张鑫阳 1王可庆 2贾新旺 3郭永信 4蒋亮4
扫码查看

作者信息

  • 1. 南京信息工程大学自动化学院 南京 210044
  • 2. 南京信息工程大学自动化学院 南京 210044;无锡学院自动化学院 无锡 214105
  • 3. 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所无锡分部 无锡 214105
  • 4. 无锡学院自动化学院 无锡 214105
  • 折叠

摘要

作为现代航空的重要组成部分,维护和预测涡扇发动机的使用寿命对于确保安全和降低运营成本至关重要.为了应对涡扇发动机RUL预测中的复杂非线性特征处理难题,本研究提出了一种基于并行TCN与BiLSTM的新型混合模型.针对传统方法难以同时捕捉局部特征和长时间依赖性的问题,该模型通过TCN提取短期局部特征,并利用BiLSTM捕捉数据中的双向时序依赖.同时,针对特征重要性识别不足的挑战,引入了改进的SE注意力机制模块,以动态调整网络的特征权重,增强对关键信息的关注.在C-MAPSS数据集的FD001和FD003子集上的实验验证中,RMSE和Score分别为12.15、230.4和11.16、209.84.结果表明,该方法与其他方法相比具有更高的精度.

Abstract

The maintenance and prediction of turbofan engine lifespan are critical to modern aviation,playing a key role in ensuring safety and minimizing operational costs.This study addresses the challenge of predicting the RUL of turbofan engines by proposing a novel hybrid model that integrates Parallel TCN and Bidirectional BiLSTM.Traditional methods often struggle to capture both local features and long-term dependencies simultaneously;the proposed model overcomes this limitation by using TCN to extract short-term local features and BiLSTM to capture bidirectional temporal dependencies.To further improve feature importance recognition,an enhanced SE attention mechanism is introduced,which dynamically adjusts feature weights to better highlight critical information.Experiments conducted on the FD001 and FD003 subsets of the C-MAPSS dataset demonstrated that the proposed model achieved RMSE values of 12.15 and 11.16,and Scores of 230.4 and 209.84,respectively,outperforming other approaches in terms of accuracy.

关键词

涡扇发动机/时序卷积网络/双向长短时记忆网络/注意力机制

Key words

turbofan engine/temporal convolutional network/bidirectional long short-term memory network/attention mechanism

引用本文复制引用

出版年

2024
电子测量技术
北京无线电技术研究所

电子测量技术

CSTPCD北大核心
影响因子:1.166
ISSN:1002-7300
段落导航相关论文