太原科技大学学报2024,Vol.45Issue(2) :211-216.DOI:10.3969/j.issn.1673-2057.2024.02.018

基于非线性目标函数的时间卷积网络RUL预测

Remaining Useful Life Prediction Based on Temporal Convolutional Network with Nonlinear Target Function

刘斌 许靖 霍美玲 崔学英 谢秀峰
太原科技大学学报2024,Vol.45Issue(2) :211-216.DOI:10.3969/j.issn.1673-2057.2024.02.018

基于非线性目标函数的时间卷积网络RUL预测

Remaining Useful Life Prediction Based on Temporal Convolutional Network with Nonlinear Target Function

刘斌 1许靖 1霍美玲 1崔学英 1谢秀峰1
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  • 1. 太原科技大学 应用科学学院,太原 030024
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摘要

机械设备剩余使用寿命(RUL)预测是系统维护策略的重要组成部分.在建立深度学习预测方法的目标函数的过程中,退化模型通常以分段线性函数的形式建立,异常值对预测结果的影响很容易被放大.提出了一种基于分段非线性退化的时间卷积网络回归模型.非线性函数能较好地描述传感器的退化趋势,减少线性模型预测引起的系统偏差.在美国航天局公布的涡扇发动机(C-MAPSS)数据集上验证了该模型的有效性,实验表明该模型比目标函数为分段线性函数的模型具有更低的误差,优于现有的一些预测方法.

Abstract

Remaining Useful Life(RUL)prediction of machinery is an important part of system maintenance strate-gy.In the process of establishing the target function of the deep learning prediction approach,the RUL degradation model is usually established as a piece wise linear function.The influence of outliers on the predicted results is eas-ily amplified.This paper proposes a temporal convolutional network regression model with piece wise nonlinear deg-radation.The nonlinear function can better depict the sensor degradation trend and reduce the systematic deviation caused by linear model prediction.The framework is validated in NASA's Company-Modular Aero-Propulsion Sys-tem Simulation data sets(C-MAPSS)dataset,experiments show that this model has lower error than the model whose target function is piecewise linear function,and is better than some existing prediction methods.

关键词

剩余使用寿命预测/深度学习/非线性目标函数/时间卷积网络

Key words

remaining useful life prediction/deep learning/nonlinear target function/temporal convolutional network

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基金项目

国家自然科学基金(11701406)

国家自然科学基金(11901134)

国家自然科学基金(12061091)

国家自然科学基金(11972019)

出版年

2024
太原科技大学学报
太原科技大学

太原科技大学学报

影响因子:0.342
ISSN:1673-2057
参考文献量20
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