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基于自动编码器的传感器数据异常检测(MATLAB实现)

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简介:
本研究利用自动编码器在MATLAB环境中对传感器数据进行异常检测,通过训练模型识别正常模式并标记偏离情况,以提高系统监测效率和准确性。 使用 MATLAB 对传感器数据进行基于自动编码器的异常检测演示了如何利用半监督机器学习技术中的自编码器来识别三缸泵输出压力数据中的异常情况。此外,该演示还展示了将训练好的自编码器通过代码生成部署到嵌入式系统的方法。 **基础概念:** 自编码器是一种神经网络模型,由两个主要部分构成——即编码器和解码器。其中,编码器的作用是把输入的N维数据(例如一帧传感器信息)压缩为一个较低维度x(其中 x < N),以保留大部分重要信息但减少冗余的数据量。这一过程类似于主成分分析,并且自编码器的一个显著优势在于它能够仅使用正常操作期间采集到的数据来训练模型,从而识别出异常情况,而无需故障数据的支持。

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客服
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  • MATLAB
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    本研究利用自动编码器在MATLAB环境中对传感器数据进行异常检测,通过训练模型识别正常模式并标记偏离情况,以提高系统监测效率和准确性。 使用 MATLAB 对传感器数据进行基于自动编码器的异常检测演示了如何利用半监督机器学习技术中的自编码器来识别三缸泵输出压力数据中的异常情况。此外,该演示还展示了将训练好的自编码器通过代码生成部署到嵌入式系统的方法。 **基础概念:** 自编码器是一种神经网络模型,由两个主要部分构成——即编码器和解码器。其中,编码器的作用是把输入的N维数据(例如一帧传感器信息)压缩为一个较低维度x(其中 x < N),以保留大部分重要信息但减少冗余的数据量。这一过程类似于主成分分析,并且自编码器的一个显著优势在于它能够仅使用正常操作期间采集到的数据来训练模型,从而识别出异常情况,而无需故障数据的支持。
  • LSTM:尝试利用LSTM进行
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    本研究提出了一种基于LSTM的自动编码器模型,专门用于时间序列数据中的异常检测。通过优化LSTM结构,该模型能够有效识别和预测数据中的异常模式,提升复杂场景下的检测准确性。 基于LSTM的异常检测方法表明可以利用自动编码器构建异常检测模型。实验结果证明了这种方法的有效性:当使用纯无监督的LSTM自动编码器进行训练时,能够识别出含有增加放大噪声的简单正弦波信号中的异常情况。具体来说,呈现给网络的是整个信号(以滑动窗口的形式),而输出则是由该LSTM检测器计算得到的均方误差(MSE),以此来衡量模型对输入数据的近似程度。此外,文中还记录了添加并被捕捉到的噪声样本的数量。
  • LSTM模型
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    简介:本文提出了一种结合长短期记忆网络(LSTM)与自编码器的创新方法,专门用于复杂数据序列中的异常检测。通过深度学习技术优化模型性能,以识别并预测潜在的数据偏差或故障模式,在金融风控、系统监控等领域展现出广泛应用前景。 LSTM自编码器异常检测模型是一种利用长短期记忆网络的自编码器来识别数据中的异常模式的技术。这种模型能够有效地捕捉时间序列数据中的长期依赖关系,并通过学习正常行为的数据表示来进行异常检测。
  • 半监督方法
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    本研究提出一种基于自动编码器的半监督学习算法,有效提升异常数据检测准确性,在有限标注样本下展现出优越性能。 - 论文地址:https://arxiv.org/abs/2001.03674 - 官方源代码地址:https://github.com/msminhas93/anomaly-detection-using-autoencoders 对上述内容感兴趣的读者可以查阅论文和官方源代码。
  • 递归神经网络时序
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    本研究提出一种利用递归神经网络的自动编码器模型,专注于提高时序数据中异常检测的准确性和效率。该方法通过深度学习技术捕捉复杂时间序列特征,并有效识别潜在异常模式。 基于递归神经网络的自动编码器PyTorch实现 项目结构如下: - agents/ - rnn_autoencoder.py # 主训练代理程序,用于递归神经网络(RNN)基础的自动编码器 - graphs/ - models/ - recurrent_autoencoder.py # RNN基础的自动编码器模型定义 - losses/ - MAELoss.py # 包含平均绝对误差(MAE)损失函数 - MSELoss.py # 包含均方误差(MSE)损失函数 - datasets/
  • 温度信号集.rar
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    该数据集包含了多种环境下传感器记录的正常与异常温度信号,旨在用于训练和测试机器学习模型以识别温度监测中的故障情况。 设备传感器温度信号异常检测数据集主要用于识别和分析设备在运行过程中产生的温度信号中的异常情况。该数据集可以帮助研究人员和技术人员更好地理解并解决由温度变化引起的潜在问题,从而提高系统的稳定性和安全性。
  • 工业机械设备:利用正操作训练模型以识别 - MATLAB
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    本研究采用自动编码器技术,通过MATLAB平台,使用设备正常运行的数据来训练模型,旨在有效识别和预测工业机械中的异常状况。 此预测性维护示例使用来自工业机器的正常操作数据来训练深度学习自动编码器。该示例如下进行: - 使用Diagnostic Feature Designer应用程序从工业振动时间序列数据中提取相关特征。 - 设置并训练基于LSTM(长短期记忆网络)的自动编码器,以检测异常行为。 - 评估结果。 设置说明:此演示是在MATLAB环境中实现的一个项目,并需要用户打开该项目才能运行。该MATLAB项目将管理所有必要的路径和快捷方式。 操作步骤: 1. 打开名为AnomalyDetection.prj的MATLAB项目文件。 2. 运行第一部分,即数据准备与特征提取阶段。 3. 运行第二部分,包括模型构建及评估过程。
  • LSTM工业系统方法
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    本研究提出了一种基于LSTM自动编码器的创新算法,用于提升工业系统的异常检测精度与效率,保障系统稳定运行。 在工业互联网环境下,有效的异常检测方法对于保障工业系统的安全与稳定运行至关重要。然而,传统的异常检测技术存在需要大量标注样本以及不适应高维度时间序列数据等问题。为此,我们提出了一种基于LSTM自动编码机的新型工业系统异常检测方案。 为解决现有方法依赖于标记样本来进行训练的问题,该方案采用了无监督学习策略——通过自动编码器来识别和提取大量的正常操作模式与特征,并据此实现对样本重构及误差计算以完成异常判断。同时,为了克服传统技术在处理高维度时间序列数据时的局限性,我们引入了双向LSTM作为核心组件之一,用以深入挖掘多维时间序列中的潜在特性。 实验结果表明,在一个实际造纸工业的数据集中应用上述方法后,其性能指标相比现有无监督异常检测算法有了显著提高。具体而言,该方案实现了高达93.4%的总体精度。
  • MATLAB-使用变分(VAE)进行瑕疵
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    本项目采用MATLAB开发,利用变分自编码器(VAE)实现图像中的异常和瑕疵自动检测。通过深度学习技术有效识别产品缺陷。 在化学材料、衣物和食品材料的运输检查过程中,检测正常产品中的缺陷和杂质至关重要。这里提供了一种使用可变自动编码器(VAE)而非传统自编码器(CAE)进行异常检测的方法,并仅基于图像训练模型。 通过这种方法,可以学习如何利用潜在空间的概率分布来识别并定位产品的瑕疵。在演示中,您可以找到两个示例文件:EN_VAE_Anomalydetection.mlx和JP_VAE_Anomalydetection.mlx,它们分别展示了使用英语和日语进行VAE训练的具体步骤。 该方法基于自动编码变数贝叶斯[2013]的研究成果,由DiederikPKingma与MaxWelling提出。此代码适用于MATLAB R2019b及以上版本的用户。
  • MatlabbiLSTM在工业机械振分析与应用.zip
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    本项目利用Matlab平台实现了一种基于biLSTM自编码器的深度学习模型,用于分析和预测工业机械设备的振动数据,并进行有效异常检测。 当然可以,请提供您希望我重写的文字内容。