شماره ركورد
34049
پديد آورنده
محمدرضا هاديان
عنوان
تشخيص عيب ماشين هاي دوار مبتني بر يادگيري تقويتي عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق گرايش كنترل
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
دكتر جواد پشتان
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
تشخيص عيب ماشينهاي دوار به دليل وابستگي به استخراج دستي ويژگي و نياز به تنظيم گسترده معماري شبكههاي عميق، با چالشهايي در تعميمپذيري و كارايي مواجه است. در اين پژوهش، يك چارچوب تشخيص عيب هوشمند مبتني بر يادگيري تقويتي عميق (DRL) پيشنهاد شده است كه با مدلسازي مسئله به صورت يك بازي حدسزني گسسته، امكان يادگيري مانند انسان از محيط را فراهم ميكند. اين چارچوب از يك شبكه DQN بهبوديافته بهره ميبرد و دادههاي خام ارتعاشي را به طور يكپارچه به حالتهاي عيب نگاشت مينمايد. براي تسريع همگرايي الگوريتم DRL، پارامترهاي يك خودرمزگذار كانولوشني باقيمانده در يك فرآيند پيشآموزش بدون نظارت استخراج و به شبكه DQN منتقل ميشوند. همچنين، تابع پاداش با وزندهي به كلاسهاي اقليت بازطراحي گرديد تا عملكرد تشخيص در دادههاي نامتعادل نيز بهبود يابد. آزمايشها روي مجموعه داده CWRU نشان داد كه روش پيشنهادي در دادههاي متعادل به دقت 99.2% دست يافت و همگرايي آن حدود 20 برابر سريعتر از روش پايه DQN بود. در دادههاي نامتعادل با نرخ عدم تعادل 20%، دقت به 88.7٪ رسيد كه نسبت به روش پايه (75.3٪) بهبود چشمگيري داشت. اين چارچوب با حذف نياز به پيشپردازش دستي و استفاده از پاداش كلي، يك سيستم مقاوم و مستقل از دانش تخصصي ارائه ميدهد كه قابليت كاربرد در نظارت آنلاين ماشينآلات صنعتي را دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/26
عنوان به انگليسي
Intelligent fault diagnosis of rotating machines based on deep reinforcement learning
تاريخ بهره برداري
11/20/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدرضا هاديان
چكيده به لاتين
Fault diagnosis of rotating machinery faces challenges in generalizability and efficiency due to its reliance on manual feature extraction and the need for extensive tuning of deep network architectures. In this research, an intelligent fault diagnosis framework based on Deep Reinforcement Learning (DRL) is proposed, which models the problem as a discrete guessing game, allowing for human-like learning from the environment. This framework utilizes an improved Deep Q-Network (DQN) and maps raw vibration data to fault states end-to-end. To accelerate the convergence of the DRL algorithm, the parameters of a Convolutional Residual Autoencoder are extracted in an unsupervised pre-training process and transferred to the DQN network. Furthermore, the reward function was redesigned by weighting the minority classes to improve diagnostic performance on imbalanced data. Experiments on the CWRU dataset showed that the proposed method achieved an accuracy of 99.2% on balanced data, and its convergence was approximately 20 times faster than the baseline DQN method. On imbalanced data with a 20% imbalance ratio, the accuracy reached 88.7%, which was a significant improvement compared to the baseline method (75.3%). By eliminating the need for manual pre-processing and utilizing the total reward, this framework provides a robust and specialized knowledge independent system that is applicable for online monitoring of industrial machinery.
كليدواژه هاي فارسي
تشخيص عيب هوشمند , ماشينهاي دوار , يادگيري تقويتي عميق , شبكه Q عميق
كليدواژه هاي لاتين
Intelligent fault diagnosis , Rotating machinery , Deep reinforcement learning , Deep Q network
Author
Mohammadreza Hadian
SuperVisor
Dr. Javad Poshtan