1.一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)根据传感信号建立相应的加权水平可见图;(2)构建图神经网络模型并对其进行训练;(3)将待诊断传感信号输入模型进行分类识别;其中,步骤(1)所述的根据传感信号建立相应的加权水平可见图包括:步骤A1,将采集的传感信号划分为长度为N的样本序列,即每个样本中包含N个采样点,构成数据集X={x 1 ,x 2 ,…,x [M/N] },其中M为信号总长度,[·]为取整运算;步骤A2,将等比例的健康与不同类型故障的数据随机划分为训练集,验证集和测试集以供模型的训练与测试;步骤A3,使用Z-score标准化方法对原始传感信号样本x={x 1 ,x 2 ,…,x N }进行预处理得到标准化样本x znor ,其中mean(·)和std(·)分别为求均值操作符和求标准差操作符;步骤A4,使用加权水平可见图算法将预处理后的传感信号转换为有权图G,节点为采样点,节点初始特征为标准化的采样值;步骤(2)和步骤(3)所述的构建图神经网络模型及其训练,识别待诊断样本包括:步骤B1,构建图神经网络模型整体框架,包括聚合层,激活函数,归一化层,全局池化层,全连接分类模块;步骤B2,设置图神经网络参数,包括批处理大小,初始学习率,学习率衰减速率与倍数,优化器,聚合层层数K,隐层特征维数,早停耐心轮次p;步骤B3,将训练集图数据输入模型,进行训练与优化;步骤B4,以验证集识别精度为指标监督模型训练状态,若连续p个训练轮次都不再提升,则提前停止模型训练,以验证集识别精度最高时的模型为最优图神经网络模型;步骤B5,将测试集图数据输入步骤B4所述最优图神经网络模型进行测试。
2.根据权利要求1所述的一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:所述步骤A4中,使用加权水平可见图算法将标准化后的样本 转换为有权图G的具体步骤顺序如下:步骤A4-1,若 其中1≤i<n<j≤N,即 和 间的存在未被的打断的水平连接线,则两采样点间存在边;步骤A4-2,计算 和 间连接边的权重w ij ,若连接边存在,则:其中i,j为采样点所对应采样序号;否则w ij =0;步骤A4-3,若已完成所有采样点遍历,跳转至步骤A4-4;否则,继续遍历采样点,跳转至步骤A4-1;步骤A4-4,完成时序信号至所述有权图G的转换,所得图为加权水平可见图。
3.根据权利要求1所述的一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:所述步骤B1中,所述图神经网络模型的第k层聚合层为:其中 为节点v的第k层的隐层特征,节点u属于节点v的邻接节点集合N(v), 和 为两个不同的线性变换函数,w vu 是节点v与节点u边e vu 的权重。
4.根据权利要求1所述的一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:所述步骤B1中,所述图神经网络的聚合层的非线性激活函数采用线性整流函数,归一化层采用批量归一化。
5.根据权利要求1所述的一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:所述步骤B1中,所述全局池化层为求和池化,即图整体特征为图中所有节点隐层特征之和:
6.根据权利要求1所述的一种基于加权水平可见图的旋转机械故障诊断方法,其特征在于:所述图神经网络损失函数采用负对数似然函数:L(y G )=-log(y G ) (5)其中y G 为诊断故障类型的标签。