基于DCNN网络及Self-Attention-BiGRU机制的轴承剩余寿命预测

深度神经网络在剩余寿命预测(RUL)领域得到了广泛的应用。传统的滚动轴承寿命预测模型存在预测精确度较低、鲁棒性较弱的问题。为了进一步提升预测模型的精确度以及鲁棒性，提出了一种融合深度卷积神经网络(DCNN)、双向门控循环单元(BiGRU)以及自注意力机制(Self-Attention)三种模块的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先，利用DCNN网络对原始振动信号的时域特征、频域特征进行了提取；然后，使用不确定量化的方法对提取到的特征进行了评价和筛选，利用筛选过后的特征构建了新的替代特征集；最后，利用Self-Attention-BiGRU网络对轴承的剩余使用寿命进行了预测，并在IEEE PHM2012数据集上进行了验证。实验结果表明：相较于BiGRU、GRU和BiLSTM三种模型的预测结果，基于DCNN及Self-Attention-BiGRU方法的预测结果最优，两项误差值：平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)最低，其中工况一的一号轴承RUL预测的MAE值相较于BiGRU、GRU以及BiLSTM网络分别下降了7.0%、7.4%和6.5%,RMSE值相较于其他三种模型分别下降了7...