Adaptive Model-Based Temperature Monitoring for Electric Powertrains : Investigation and Comparative Analysis of Transfer Learning Approaches
| Autor: | Huang, Chenzhou |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
Transfer Learning
Condition Monitoring Domain Adaptation Neural Network Powerstrain. Siirto-oppiminen kunnonvalvonta verkkotunnuksen mukauttaminen neuroverkko voimansiirto. Överföring lärande tillståndsövervakning domänanpassning neuralt nätverk Powerstrain Electrical Engineering Electronic Engineering Information Engineering Elektroteknik och elektronik |
| Druh dokumentu: | Text |
| Popis: | In recent years, deep learning has been widely used in industry to solve many complex problems such as condition monitoring and fault diagnosis. Powertrain condition monitoring is one of the most vital and complicated problems in the automation industry since the condition of the drive affects its health, performance, and reliability. Traditional methods based on thermal modeling require expertise in drive geometry, heat transfer, and system identification. Although the data-driven deep learning methods could avoid physical modeling, they commonly face another predicament: models trained and tested on the same dataset cannot be applied to other different situations. In real applications, where the monitoring devices are different and the working environment changes constantly, poor model generalization will lead to unreliable predictions. Transfer learning, which adapts the model from the source domain to the target domain, can improve model generalization and enhance the reliability and accuracy of the predictions in real-world scenarios. This thesis investigates the applicability of mainstream transfer learning approaches in the context of drive condition monitoring using multiple datasets with different probability distributions. Through the comparison and discussion of models and results, the scope of their application, as well as their advantages and disadvantages are expounded. Finally, it is concluded that in the drive condition monitoring under the industrial background, the target domain data has enough labels, and it is not necessary to maintain the performance of the model in the source domain. In this case, fine-tuning based on the model trained in the source domain is the best method for this scenario. Under de senaste åren har djupinlärning använts i stor utsträckning inom industrin för att lösa många komplexa problem såsom tillståndsövervakning och feldiagnos. Övervakning av drivlinans tillstånd är ett av de viktigaste och mest komplicerade problemen inom automationsindustrin eftersom driftens tillstånd påverkar dess hälsa, prestanda och tillförlitlighet. Traditionella metoder baserade på termisk modellering kräver expertis inom drivgeometri, värmeöverföring och systemidentifiering. Även om de datadrivna djupinlärningsmetoderna skulle kunna undvika fysisk modellering står de ofta inför en annan situation: modeller som tränats och testats på samma datauppsättning kan inte tillämpas på andra situationer. I verkliga applikationer, där övervakningsenheterna är olika och arbetsmiljön förändras ständigt, kommer dålig modellgeneralisering att leda till opålitliga förutsägelser. Transfer learning, som anpassar modellen från källdomänen till måldomänen, kan förbättra modellgeneraliseringen och öka tillförlitligheten och noggrannheten i förutsägelserna i verkliga scenarier. Denna avhandling undersöker tillämpligheten av traditionella överföringsinlärningsmetoder i samband med övervakning av drivtillstånd med hjälp av flera datauppsättningar med olika sannolikhetsfördelningar. Genom jämförelse och diskussion av modeller och resultat förklaras omfattningen av deras tillämpning, liksom deras fördelar och nackdelar. Slutligen dras slutsatsen att måldomändata vid övervakning av drivtillståndet under industriell bakgrund har tillräckligt med etiketter och att det inte är nödvändigt att upprätthålla modellens prestanda inom källdomänen. I det här fallet är finjustering baserad på modellen utbildad i källdomänen den bästa metoden för detta scenario. Viime vuosina syväoppimista on käytetty laajalti teollisuudessa monien monimutkaisten ongelmien, kuten kunnonvalvonnan ja vikadiagnoosin, ratkaisemiseen. Voimansiirron kunnonvalvonta on yksi automaatioteollisuuden tärkeimmistä ja monimutkaisimmista ongelmista, koska taajuusmuuttajan kunto vaikuttaa sen kuntoon, suorituskykyyn ja luotettavuuteen. Perinteiset lämpömallinnukseen perustuvat menetelmät edellyttävät käyttögeometrian, lämmönsiirron ja järjestelmän tunnistamisen asiantuntemusta. Vaikka dataan perustuvat syväoppimismenetelmät voisivat välttää fyysisen mallinnuksen, ne kohtaavat usein toisen ahdingon: samalla tietojoukolla koulutettuja ja testattuja malleja ei voida soveltaa muihin erilaisiin tilanteisiin. Todellisissa sovelluksissa, joissa valvontalaitteet ovat erilaisia ja työympäristö muuttuu jatkuvasti, huono mallin yleistäminen johtaa epäluotettaviin ennusteisiin. Siirto-oppiminen, joka mukauttaa mallin lähdealueelta kohdealueelle, voi parantaa mallin yleistämistä ja parantaa ennusteiden luotettavuutta ja tarkkuutta todellisissa skenaarioissa. Tässä väitöskirjassa tutkitaan valtavirran siirto-oppimisen lähestymistapojen soveltuvuutta taajuusmuuttajan kunnonvalvonnan kontekstissa käyttämällä useita tietojoukkoja erilaisilla todennäköisyysjakaumilla. Mallien ja tulosten vertailun ja keskustelun avulla selitetään niiden soveltamisala sekä niiden edut ja haitat. Lopuksi päätellään, että taajuusmuuttajan kunnonvalvonnassa teollisen taustan alla kohdealueen tiedoilla on tarpeeksi tarroja, eikä mallin suorituskykyä tarvitse ylläpitää lähdealueella. Tässä tapauksessa lähdetoimialueella koulutettuun malliin perustuva hienosäätö on paras tapa tähän skenaarioon. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
| Externí odkaz: |
|