局部切空间排列和支持向量机的故障诊断模型 被引量：46

1

作者 万鹏 王红军 徐小力 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2789-2795,共7页

提出了一种非线性流形学习和支持向量机的故障诊断模型。基于机电系统振动信号时域与频域的20个特征参数构建高维特征空间,利用局部切空间排列的非线性流形学习算法提取出隐藏其中的低维流形,网格搜索算法进行维数和邻域点参数的优化,... 提出了一种非线性流形学习和支持向量机的故障诊断模型。基于机电系统振动信号时域与频域的20个特征参数构建高维特征空间,利用局部切空间排列的非线性流形学习算法提取出隐藏其中的低维流形,网格搜索算法进行维数和邻域点参数的优化,实现高维相空间中局部邻域参数的自适应选取,获得机电系统的故障特征。利用K折交叉验证和一对一法构造支持向量机多类故障分类器,采用径向基核函数支持向量机进行机电系统的故障诊断。应用于转子试验台的3种故障状态的识别并与其他故障诊断方法进行分析比较,结果表明基于局部切空间排列和支持向量机的机电系统故障诊断模型诊断精度可达到96.6667%,可以有效提取故障的敏感特征并解决机电系统故障样本缺乏的问题。 展开更多

关键词 机电系统 故障诊断 局部切空间排列算法 支持向量机 网格搜索

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流形学习中非线性维数约简方法概述 被引量：24

2

作者 黄启宏 刘钊 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第11期19-25,共7页

较为详细地回顾了流形学习中非线性维数约简方法,分析了它们各自的优势和不足。与传统的线性维数约简方法相比较,可以发现非线性高维数据的本质维数,有利于进行维数约简和数据分析。最后展望了流形学习中非线性维数方法的未来研究方向,... 较为详细地回顾了流形学习中非线性维数约简方法,分析了它们各自的优势和不足。与传统的线性维数约简方法相比较,可以发现非线性高维数据的本质维数,有利于进行维数约简和数据分析。最后展望了流形学习中非线性维数方法的未来研究方向,期望进一步拓展流形学习的应用领域。 展开更多

关键词 维数约简 流形学习 多维尺度 等距映射 拉普拉斯特征映射 局部线性嵌入 局部切空间排列

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基于局部切空间排列和K-最近邻分类器的转子故障诊断方法 被引量：16

3

作者 孙斌 刘立远 牛翀 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期74-78,共5页

为了解决大型机械设备故障数据难以准确快速提取的问题,提出了一种基于局部切空间排列(LTSA)和K-最近邻分类器的转子故障诊断模型。首先基于转子的振动信号构造一个高维多征兆矩阵,利用LTSA提取高维矩阵的低维特征向量,映射在可视空间里... 为了解决大型机械设备故障数据难以准确快速提取的问题,提出了一种基于局部切空间排列(LTSA)和K-最近邻分类器的转子故障诊断模型。首先基于转子的振动信号构造一个高维多征兆矩阵,利用LTSA提取高维矩阵的低维特征向量,映射在可视空间里;然后将提取的低维特征向量输入K-最近邻分类器进行故障模式识别。试验和数据降维仿真过程表明,该模型的准确度和快速性均优于LTSA和神经网络以及LTSA和支持向量机组成的故障诊断模型。 展开更多

关键词 局部切空间排列 K-最近邻分类器 模式识别 故障诊断

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基于LTSA与K-最近邻分类器的故障诊断 被引量：12

4

作者 姜景升 王华庆 +1 位作者 柯燕亮 向伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期134-139,共6页

针对局部切空间排列算法(LTSA)的效果受近邻数k值影响较大的缺点,提出基于聚类准则的LTSA与K-最近邻分类器的故障诊断模型。基于振动信号的时域特征构建高维特征矩阵;对高维矩阵进行标准化预处理,依据聚类准则确定局部切空间排列中的最... 针对局部切空间排列算法(LTSA)的效果受近邻数k值影响较大的缺点,提出基于聚类准则的LTSA与K-最近邻分类器的故障诊断模型。基于振动信号的时域特征构建高维特征矩阵;对高维矩阵进行标准化预处理,依据聚类准则确定局部切空间排列中的最佳近邻数k,运用LTSA提取高维矩阵的低维特征向量;将提取的低维特征向量利用K-最近邻分类器进行故障模式识别。采用轴承诊断实验系统进行验证,结果表明,基于聚类准则的优化方法可有效地克服近邻数k选择的盲目性,提高了局部切空间的降维精度和故障模式识别正确率,其在轴承时域特征维数约简方面,效果优于主成分分析(PCA)与拉普拉斯特征映射(LE),适用于轴承故障诊断。 展开更多

关键词 局部切空间排列 K-最近邻分类器 聚类准则 故障诊断

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基于改进局部切空间排列的流形学习算法 被引量：9

5

作者 杜春 邹焕新 +2 位作者 孙即祥 周石琳 赵晶晶 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期277-284,共8页

局部切空间排列是一种广受关注的流形学习算法,其具备实现简单、全局最优等特点,但其难以有效处理稀疏采样或非均匀分布的高维观测数据。针对这一问题,该文提出一种改进的局部切空间排列算法。首先,提出一种基于L1范数的局部切空间估计... 局部切空间排列是一种广受关注的流形学习算法,其具备实现简单、全局最优等特点,但其难以有效处理稀疏采样或非均匀分布的高维观测数据。针对这一问题,该文提出一种改进的局部切空间排列算法。首先,提出一种基于L1范数的局部切空间估计方法,由于同时考虑了距离和结构因素,该方法得到的切空间较主成分分析方法更为准确。其次,在坐标排列步骤为了减小排列误差,设计了一种基于流形结构的加权坐标排列方案,并给出了具体的求解方法。基于人造数据和真实数据的实验表明,该算法能够有效地处理稀疏和非均匀分布的流形数据。 展开更多

关键词 模式识别 流形学习 降维 局部切空间排列(ltsa) L1范数

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基于流形学习与隐马尔可夫模型的刀具磨损状况识别 被引量：9

6

作者 张栋梁 莫蓉 +1 位作者 孙惠斌 李春磊 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期651-657,共7页

为了提高金属铣削过程中的刀具磨损状态识别的自动化程度与精度,提出了基于局部切空间排列(LTSA)方法与隐Markov模型(HMM)来识别刀具的不同磨损状态的方法。该方法首先利用小波分析技术对铣削过程中的切削进给方向力信号进行处理,构造... 为了提高金属铣削过程中的刀具磨损状态识别的自动化程度与精度,提出了基于局部切空间排列(LTSA)方法与隐Markov模型(HMM)来识别刀具的不同磨损状态的方法。该方法首先利用小波分析技术对铣削过程中的切削进给方向力信号进行处理,构造了高维特征空间。然后使用基于流形学习方法实现了高维特征空间的维数约简。最终利用约简后的低维特征向量训练HMM,从而实现刀具磨损状态的识别。实验结果说明该方法能够有效地识别铣削过程的刀具磨损状态。与未经特征维数约简的识别方法相比,新方法能够提高刀具磨损状态的识别效率与准确率。 展开更多

关键词 维数约简 刀具磨损状态识别 流形学习 隐马尔可夫模型(HMM)

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基于LTSA融合降维法的滚动轴承可靠性评估方法 被引量：7

7

作者 刘璐 邱明 +2 位作者 李军星 许艳雷 牛凯岑 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期413-420,共8页

为了保障滚动轴承在给定工况下安全平稳地运行,提出了一种基于局部切空间排列(LTSA)和威布尔比例故障率模型(WPHM)的滚动轴承可靠性评估方法。该方法提取滚动轴承整个寿命周期的时域、频域、时频域及统计等不同分析域上的特征指标,从中... 为了保障滚动轴承在给定工况下安全平稳地运行,提出了一种基于局部切空间排列(LTSA)和威布尔比例故障率模型(WPHM)的滚动轴承可靠性评估方法。该方法提取滚动轴承整个寿命周期的时域、频域、时频域及统计等不同分析域上的特征指标,从中筛选出包含滚动轴承运行状态的特征指标,构建出高维多域特征集;利用局部切空间排列算法对高维多域特征集进行融合降维,得到可全面反映滚动轴承性能退化趋势的综合特征指标作为WPHM的响应协变量进行可靠性评估。通过滚动轴承的寿命试验,得到该试验轴承的寿命为491 min。该方法能够得出轴承在489 min左右失效,寿命误差小于1%,故验证了该方法可以对滚动轴承的运行可靠性进行有效地评估。 展开更多

关键词 滚动轴承 特征提取 局部切空间排列(ltsa) 威布尔比例故障率模型(WPHM) 可靠性

原文传递

基于EEMD-SVD-LTSA的高速列车蛇行演变特征提取框架 被引量：6

8

作者 冉伟 宁静 +1 位作者 陈杨 陈春俊 《电子测量技术》 2019年第5期1-5,共5页

高速列车一旦出现蛇行失稳,列车的运行安全会受到严重威胁。在出现蛇行失稳前,高速列车会进入小幅蛇行发散状态,因此监测列车小幅蛇行演变趋势可以预测列车的运行状况,然而现有的文献鲜有对小幅蛇行演变特征进行研究,为此,提出一种基于E... 高速列车一旦出现蛇行失稳,列车的运行安全会受到严重威胁。在出现蛇行失稳前,高速列车会进入小幅蛇行发散状态,因此监测列车小幅蛇行演变趋势可以预测列车的运行状况,然而现有的文献鲜有对小幅蛇行演变特征进行研究,为此,提出一种基于EEMD-SVD-LTSA的高速列车特征提取框架,识别其演变趋势是小幅发散还是小幅收敛,进而预测列车运行状况。通过在线实验数据验证表明,提出的框架能成功提取高速列车小幅收敛、小幅发散的运行特征,且使用LSSVM的识别率达到100%,从而及时预测高速列车的运行状态,保障列车的运行安全。 展开更多

关键词 蛇行运动 集合经验模态分解(EEMD) 奇异值分解(SVD) 局部切空间排列(ltsa) 最小二乘法支持向量机(LSSVM)

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局部特征尺度分解和局部切空间排列在故障特征频率提取中的应用 被引量：4

9

作者 王斐 房立清 吕岩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期565-569,575,共6页

为了从非线性、非平稳的振动信号中提取故障特征频率,提出了一种故障特征频率提取新方法。该方法将局部特征尺度分解和流形学习算法局部切空间排列相结合,首先利用局部特征尺度分解将振动信号分解成若干个内禀尺度分量,将其组成多维特... 为了从非线性、非平稳的振动信号中提取故障特征频率,提出了一种故障特征频率提取新方法。该方法将局部特征尺度分解和流形学习算法局部切空间排列相结合,首先利用局部特征尺度分解将振动信号分解成若干个内禀尺度分量,将其组成多维特征向量;其次采用流形学习算法中的局部切空间排列对多维特征向量进行降维处理,得到低维特征向量,对得到的低维特征向量进行信号重构;最后采用频谱分析方法对重构信号进行故障特征频率的提取。在滚动轴承故障试验中,所提出方法能够准确提取出内圈和外圈故障的特征频率,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 局部特征尺度分解 局部切空间排列 故障频率 滚动轴承 频谱分析

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基于几何距离摄动的局部切空间排列算法 被引量：4

10

作者 杨安平 陈松乔 胡鹏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第29期168-170,204,共4页

局部切空间排列算法(Local Tangent Space Alignment)是一种具有严格数学推理的流形学习算法,能有效地学习出高维数据的低维嵌入坐标,但也存在一些不足,如对近邻点的选取依赖性较强、不适应处理高曲率分布、稀疏分布数据源。针对这些缺... 局部切空间排列算法(Local Tangent Space Alignment)是一种具有严格数学推理的流形学习算法,能有效地学习出高维数据的低维嵌入坐标,但也存在一些不足,如对近邻点的选取依赖性较强、不适应处理高曲率分布、稀疏分布数据源。针对这些缺点,提出了一种基于几何距离摄动的局部切空间排列算法。利用几何摄动条件把样本空间划分为一组线性分块的组合,在每一个线性块上应用LTSA算法完成降维。实验结果表明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 降维 局部切空间排列 流形 几何摄动 最大线性块

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一种改进的局部切空间排列算法 被引量：2

11

作者 顾艳春 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第3期728-731,共4页

局部切空间排列(LTSA)算法是一种有效的流形学习算法,能较好地学习出高维数据的低维嵌入坐标。数据点的切空间在LTSA算法中起着重要的作用,其局部几何特征多是在样本点的切空间内表示。但是在实际中,LTSA算法是把数据点邻域的样本协方... 局部切空间排列(LTSA)算法是一种有效的流形学习算法,能较好地学习出高维数据的低维嵌入坐标。数据点的切空间在LTSA算法中起着重要的作用,其局部几何特征多是在样本点的切空间内表示。但是在实际中,LTSA算法是把数据点邻域的样本协方差矩阵的主元所张成的空间当做数据点的切空间,导致了在非均匀采样或样本邻域均值点与样本自身偏离程度较大时,原算法的误差增大,甚至失效。为此,提出一种更严谨的数据点切空间的计算方法,即数据点的邻域矩阵按照数据点本身进行中心化。通过数学推导,证明了在一阶泰勒展开的近似下,提出的计算方法所得到的空间即为数据点自身的切空间。在此基础上,提出了一种改进的局部切空间排列算法,并通过实验结果体现了该方法的有效性和稳定性。与已有经典算法相比,提出的计算方法没有增加任何计算复杂度。 展开更多

关键词 流形学习 数据降维 局部切空间排列 切空间 协方差矩阵

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缺失像素图像集的流形学习算法 被引量：2

12

作者 詹宇斌 殷建平 李宽 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期728-733,共6页

针对具有像素缺失的图像集,提出了修正的局部切空间对齐算法。该算法在每个局部邻域,扩展基于EM算法的主成分分析法,利用已知像素提取局部信息,替代了传统的SVD方法,从而避免了利用先验知识对图像进行恢复、固定值填充等所带来的累计误... 针对具有像素缺失的图像集,提出了修正的局部切空间对齐算法。该算法在每个局部邻域,扩展基于EM算法的主成分分析法,利用已知像素提取局部信息,替代了传统的SVD方法,从而避免了利用先验知识对图像进行恢复、固定值填充等所带来的累计误差,最终实现恢复图像集的内在流形结构。在标准的测试数据集上的实验表明,修正的局部切空间算法能很好地发掘缺失像素图像集的内在流形结构,且具有良好的图像恢复能力。 展开更多

关键词 人工智能 流形学习 缺失像素 局部切空间对齐 期望最大化算法

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泛化改进的局部切空间排列算法 被引量：2

13

作者 赵辽英 李富杰 厉小润 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第11期160-166,共7页

改进的局部切空间排列(ILTSA)算法解决了当样本稀疏、分布不均匀或数据流密度曲率变化较大时,局部切空间排列算法不能揭示流形结构的问题,用于人脸识别能提取更好的低维特征,但不能有效处理不断增加的数据集的问题。为此,提出一种可泛化... 改进的局部切空间排列(ILTSA)算法解决了当样本稀疏、分布不均匀或数据流密度曲率变化较大时,局部切空间排列算法不能揭示流形结构的问题,用于人脸识别能提取更好的低维特征,但不能有效处理不断增加的数据集的问题。为此,提出一种可泛化的ILTSA(GILTSA)算法。结合类别信息定义样本间的距离实现各样本的近邻集选择,基于ILTSA算法求解训练样本集的低维流形,对每个新样本寻找其在训练样本集中的最近邻,然后根据ILTSA算法原理求得其近似低维流形。在ORL、Yale和埃塞克斯大学人脸库上的实验结果表明,与主成分分析算法和线性局部切空间排列算法等相比,GILTSA算法具有更好的识别率。 展开更多

关键词 流形学习 局部切空间排列 泛化 特征提取 人脸识别

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基于LTSA的ICA方法及其在化工过程监控中的应用 被引量：1

14

作者 张少捷 王振雷 钱锋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1840-1844,共5页

独立成分分析(ICA)方法在线性非高斯过程的监控领域得到了成功应用,当过程数据非线性较强时效果不理想。局部切空间排列(LTSA)方法能够从在高维空间中呈现高度扭曲的数据集中发现隐含在其中的非线性结构。本文结合ICA和LTSA二者的优点,... 独立成分分析(ICA)方法在线性非高斯过程的监控领域得到了成功应用,当过程数据非线性较强时效果不理想。局部切空间排列(LTSA)方法能够从在高维空间中呈现高度扭曲的数据集中发现隐含在其中的非线性结构。本文结合ICA和LTSA二者的优点,提出LTSA-ICA过程监控方法,首先用LTSA从高维数据空间中提取出低维子流形,然后在这个低维子流形上执行线性ICA算法,在保留ICA对非高斯过程处理优势的同时,较好地解决了非线性的问题。在田纳西-伊斯曼(TE)过程上的仿真表明上述方法的有效性。 展开更多

关键词 局部切空间排列 独立成分分析 过程监控 非线性

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基于变分模态分解与流形学习的滚动轴承故障特征提取方法 被引量：23

15

作者 戚晓利 叶绪丹 +3 位作者 蔡江林 郑近德 潘紫微 张兴权 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期133-140,共8页

提出了一种基于变分模态分解(VMD)和局部切空间排列算法(LTSA)相结合的滚动轴承早期故障诊断方法。首先利用VMD算法分解圆柱滚子轴承不同运行状态下的振动信号,通过求取瞬时频率均值并绘制特征曲线筛选出与原始信号最为相关的几个分量;... 提出了一种基于变分模态分解(VMD)和局部切空间排列算法(LTSA)相结合的滚动轴承早期故障诊断方法。首先利用VMD算法分解圆柱滚子轴承不同运行状态下的振动信号,通过求取瞬时频率均值并绘制特征曲线筛选出与原始信号最为相关的几个分量;然后,提取有效模态分量的时域指标和小波包频带分解能量所构成的频域指标,两者结合初步提取高维故障特征后,再应用LTSA对故障特征进行二次提取;最后输入到K-means分类器进行故障类型识别;通过对圆柱滚子轴承故障诊断的对比实验分析,发现:(1)与时频特征+LTSA、EMD+LTSA特征提取方法相比,VMD+LTSA方法在分类效果和识别精度上更具优势;(2) LTSA算法相比较于PCA、LPP、LE、ISOMAP和LLE这5种算法,其降维后的特征故障敏感性最好。研究结果表明所提出的方法在圆柱滚子轴承故障诊断方面具有一定的优越性。 展开更多

关键词 变分模态分解 流形学习 局部切空间排列算法 故障诊断 圆柱滚动轴承

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基于LTSA算法的透平通流结垢在线检测方法研究 被引量：1

16

作者 陈源培 王博 +1 位作者 胡立生 包锦华 《热力透平》 2021年第1期54-57,共4页

汽轮机低压缸通流结垢工况下,朗肯循环中关键测点相比于正常运行时可能发生变化。对系统观测数据中所存在的复杂非线性关系,提出了一种基于LTSA算法的汽轮机结垢故障在线检测方法,并在此过程中构造了虚拟统计量,成功地检测了汽轮机系统... 汽轮机低压缸通流结垢工况下,朗肯循环中关键测点相比于正常运行时可能发生变化。对系统观测数据中所存在的复杂非线性关系,提出了一种基于LTSA算法的汽轮机结垢故障在线检测方法,并在此过程中构造了虚拟统计量,成功地检测了汽轮机系统中的结垢故障,这验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 汽轮机 通流结垢 在线检测 ltsa算法 数据降维 虚拟统计量

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基于LTSA-Greedy-SVDD的过程监控 被引量：1

17

作者 杨正永 王昕 王振雷 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期343-348,共6页

为解决实际工业过程中的非线性和非高斯问题,实现有效的过程监控,提出了一种基于局部切空间排列算法的过程监控方法。首先运用局部切空间排列算法对标准化后的正常样本数据提取出低维子流形以实现维数约减。之后利用Greedy方法提取特征... 为解决实际工业过程中的非线性和非高斯问题,实现有效的过程监控,提出了一种基于局部切空间排列算法的过程监控方法。首先运用局部切空间排列算法对标准化后的正常样本数据提取出低维子流形以实现维数约减。之后利用Greedy方法提取特征样本以支持向量数据描述方法建立监控模型,最后采用相应统计量进行过程监控。以田纳西伊斯曼(TE)模型为仿真平台,仿真结果说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性 局部切空间排列(ltsa)算法 Greedy方法 支持向量数据描述

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增量LTSA算法在转子故障数据集降维中的应用

18

作者 胡常安 袁德强 +1 位作者 王彭 杜文波 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第1期230-234,共5页

针对传统流形学习算法不具有增量学习能力;故难以处理新增数据与大规模海量数据集的问题,由此,提出一种用于机械转子故障数据集降维的增量局部切空间的排列算法(ILTSA)。该算法首先采用局部切空间排列算法对原始训练样本进行降维处理,... 针对传统流形学习算法不具有增量学习能力;故难以处理新增数据与大规模海量数据集的问题,由此,提出一种用于机械转子故障数据集降维的增量局部切空间的排列算法(ILTSA)。该算法首先采用局部切空间排列算法对原始训练样本进行降维处理,获得其低维流形结构,然后通过增量学习算法对新增样本进行处理。得到所有数据的低维嵌入坐标,最后通过转子故障数据集验证了该方法的有效性,取得了良好的分类效果,有利于实时动态故障监测与诊断。 展开更多

关键词 振动与波 故障诊断 人工智能理论 转子 局部切空间排列算法

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