基于CNN的某型火箭炮电气系统故障诊断研究
2021-06-26李永保张建新王小召谢立中
弹箭与制导学报 2021年2期
李永保,张建新,张 震,王小召,李 锋,谢立中
(湖北江山重工有限责任公司,湖北襄阳 441005)
0 引言
火箭炮向着自动化、信息化方向发展,应用电路的规模不断增大,结构日趋复杂,导致故障诊断的难度不断增大,传统故障诊断方法的局限性日益突出[1]。同时,现代战争对武器系统快速反应和机动作战能力的要求越来越高。因此,对火箭炮电气系统故障的自行诊断定位成了亟需解决的问题。
近年来,人工智能理论发展迅速,包括BP神经网络、支持向量机、贝叶斯网络等,极大改善了电路故障诊断的性能,但目前研究所针对的电路大多规模较小,测试点少且忽略了各测试点之间的交叉联系[2-6]。
Hinton等[7]提出了深度学习(deep learning),这是一个具有多层人工神经网络且能够通过“逐层初始化”对原始数据进行训练学习的方法。近年来,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)因其优越的全局特征提取能力,成为深度学习技术领域中具有代表性的神经网络,被广泛应用于图像分类、视觉识别等领域[8-12]。CNN不仅对二维数据有优秀的学习训练能力,对于一维数据也有良好的应用性能[13-17]。
针对火箭炮电气系统复杂度高且故障具有层次性、相关性、不确定性和非线性的特点,考虑到CNN不仅具有优越的特征学习能力,且能够提取出数据中分量之间的局部信息,文中提出了一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的火箭炮电气系统故障诊断方法,针对某型火箭炮电气系统故障数据,建立了故障诊断模型,并对模型进行了训练验证,结果表明,该方法能够快速准确地诊断和定位故障。……
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