不平衡数据集下导管架平台结构损伤识别研究
作者:
作者单位:

1.东北石油大学三亚海洋油气研究院 三亚,572000;2.东北石油大学机械科学与工程学院 大庆,163318

作者简介:

王维刚,男,1976年3月生,博士、副教授。主要研究方向为海洋工程结构与装备结构健康监测、数字孪生、损伤识别和机器学习。曾发表《Sparsity discriminant preserving projection for machinery fault diagnosis》(《Measurement》2021, Vol.173, No.108488)等论文。

通讯作者:

中图分类号:

TH17;P751;TP181

基金项目:

海南省院士创新平台科研资助项目(YSPTZX202301); 海南省自然科学基金资助项目(623MS071)


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    摘要:

    针对导管架平台结构损伤识别中数据不平衡问题,提出了一种基于一维条件生成对抗网络(one-dimensional conditional generative adversarial network,简称1D-CGAN)与长短时记忆(long short-term memory,简称LSTM)网络结合的导管架平台结构损伤识别方法。该方法将采集的一维损伤数据直接输入条件生成对抗网络(conditional generative adversarial network,简称CGAN),通过在判别器和生成器中添加标签信息构建1D-CGAN,利用标签信息控制其生成特定的新损伤样本,从而与完好状态样本组成平衡样本集。在此基础上,将划分的训练集输入到LSTM进行模型训练和损伤识别。实验结果表明:随着不平衡程度降低,所提出方法的识别准确率不断提高,当数据集达到平衡时,识别准确率能够达到92.5%;与其他方法相比,所提出方法的识别准确率和精确率均有明显的提高。该方法提高了模型的分类性能,为不平衡数据下海洋结构损伤识别提供了一种新思路。

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  • 收稿日期:2023-09-21
  • 最后修改日期:2024-05-06
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  • 在线发布日期: 2025-06-28
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