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長庚大學 電機工程學系 龔存雄所指導 曾貴宏的 實現機器學習方法於電容式液位感測與傳動系統之診斷識別 (2018),提出Riko 光纖 放大器關鍵因素是什麼,來自於平行板電容應用、液位感測、FDC1004、電容傳感器、機器學習、TS Fuzzy理論、支持向量機、多層次類神經網絡。
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實現機器學習方法於電容式液位感測與傳動系統之診斷識別
為了解決Riko 光纖 放大器 的問題,作者曾貴宏 這樣論述:
指導教授推薦書...........................口試委員會審定書.........................誌謝 .................................-iii-中文摘要.................................-v-英文摘要...........................-vii-目錄...........................-ix-圖目錄...........................-xiii-表目錄...........................xvii-第一章 緒論
...........................- 1 -1.1. 研究背景...........................- 1 -1.2. 研究動機...........................- 2 -1.2.1. 電容液位式感測識別之研究動機...........................- 2 -1.2.2. 車輛狀態感測與故障診斷系統之研究動機....................- 3 -1.3. 論文設置架構概念...........................- 7 -1.3.1. 電容液位式校正設置架構概念
...........................- 7 -1.3.2. 傳動系統之診斷識別架構概念...........................- 7 -第二章 文獻回顧 ...........................- 9 -2.1. 電容液位式感測...........................- 9 -2.1.1. 電容液位式-平板電容理論...........................- 9 -2.1.2. 電容式液位-邊際電容效應...........................- 10 -2.1.3. 電容值
與液體高度的計算方法...........................- 11 -2.1.4. 多層次感知器類神經網絡歸類...........................- 12 -2.2. 傳動系統之診斷識別...........................- 14 -2.2.1. 傳動識別-聲學階次理論...........................- 14 -2.2.2. 傳動識別-Fuzzy理論...........................- 15 -2.2.3. 傳動識別-TS Fuzzy混合型架構..............
.............- 18 -2.2.4. 傳動識別-運用機器學習支持向量機之理論...................- 18 -第三章 研究方法...........................- 20 -3.1. 電容式液位校正...........................- 20 -3.1.1. 電容式液位-實驗架構...........................- 20 -3.1.2. 電容式液位-實驗流程...........................- 20 -3.1.3. 電容式液位-實驗儀器與配置.........
..................- 21 -3.1.3.1. FDC1004...........................- 21 -3.1.3.2. 液位傳感貼片及應用...........................- 23 -3.1.4. 電容式液位感測-軟體設置...........................- 25 -3.1.5. 電容式液位-FFT與Moving Average之方法.................- 27 -3.1.6. 電容式液位-MLP之機器學習...........................- 27
-3.2. 傳動系統之診斷識別...........................- 29 -3.2.1. 診斷識別-動態系統診斷之實驗架構........................- 29 -3.2.2. 診斷識別-轉動訊號與特徵的選取.........................- 31 -3.2.3. 診斷識別-TS Fuzzy理論Pi curve與Triangle...............- 33 -3.2.4. 診斷識別-各狀況的損壞程度結果與比較....................- 42 -3.2.5. 診斷識別--混合型
歸屬函數庫建置....................... - 43 -3.2.6. 診斷識別-運用MLP機器學習分類與SVM驗證..................- 44 -3.2.7. 診斷識別-MLP收斂結果與4種優化器之比較..................- 45 -第四章 研究結果...........................- 46 -4.1. 電容液位式-數據結果...........................- 46 -4.1.1. 傅立葉轉換與移動平均結果...........................- 46 -4.1.2
. MLP學習與分類之結果呈現...........................- 51 -4.2. 傳動系統之診斷識別...........................- 53 -4.2.1. 診斷識別-動態系統診斷結果...........................- 53 -4.2.2. 診斷識別-汽車動態聲學信號故障辨識系統..................- 54 -4.2.3. 診斷識別-MLP學習狀況結果...........................- 66 -第五章、討論及未來工作......................
.....- 72 -5.1. 電容式液位檢測...........................- 72 -5.2. 傳動系統之診斷識別...........................- 72 -參考文獻...........................- 74 -圖目錄圖2-1,當平板間距極小時,邊緣效應可被忽略電場仍可被視為均勻的。......-9-圖2-2,邊際電容效應...........................-10-圖2-3,邊際電場量測待測物...........................-11-圖2-4,MLP結構............
...............-13-圖2-5,Triangle membership規則圖...........................-16-圖2-6,Pi curve membership規則圖...........................-17-圖3-1,電容式液位系統架構圖...........................-20-圖3-2,實驗流程圖...........................-21-圖3-3,FDC1004...........................-22-圖3-4,電容貼片..........................
.-23-圖3-5、未黏貼於瓶子...........................-24-圖3-6,電容貼片與FDC連接圖...........................-24-圖3-7,水位圖...........................-25-圖3-8,環境配置圖...........................-25-圖3-9、10pf電容測試FDC1004之結果...........................-26-圖3-10,軟體的操作介面...........................-26-圖3-11,參數設定介面................
...........-27-圖3-12,電容值與MLP學習模型的流程圖 ...........................-29-圖3-13,聲音與轉動實驗數據獲得架構圖...........................-30-圖3-14,聲音與轉動實驗數據獲得方塊圖...........................-31-圖3-15,動態系統診斷之方塊圖...........................-31-圖3-16,即時動態轉速變化特徵...........................-32-圖3-17,即時動態光學變化特徵....................
.......-32-圖3-18,即時動態聲音特徵...........................-32-圖3-19,n倍標準差所得到的兩者歸屬函數的結果圖......................-33-圖3-20,n倍標準差所得到的兩者歸屬函數的結果圖.......................-33-圖3-21,Pi curve Membership A到I依序為Normal與其他損壞情況之比較。(X軸為10-Order、Y為期計算後的程度)...........................-38-圖3-22,Triangle 歸屬函數規則分類,A-I左到右依序為Norma
l與其他損壞情況之比較。(X軸為10-Order、Y為期計算後的程度)...........................-42-圖3-23,不同規則庫的比較圖...........................-42-圖3-24,不同規則庫的比較圖原始值 與 Pi curve損壞機率................-43-圖3-25,不同規則庫的比較圖原始值 與 Hybrid-Pi的損壞機率.............-43-圖3-26,不同規則庫的比較圖原始值與Hybrid-Triangle的損壞機率.........-43-圖3-27,4種優化器之收斂結果...............
............-45-圖4-1,最大高度15cm的瓶子...........................-48-圖4-2,5cm高度的電容狀況...........................-49-圖4-3,10cm高度的電容狀況...........................-49-圖4-4,15cm高度的電容狀況...........................-50-圖4-5,傅立葉轉換...........................-50-圖4-6,15cm原始圖...........................-51-圖4-7,移動平均後的圖.
..........................-51-圖4-8,SVM液位分類準確度...........................-52-圖4-9,MLP液位分類準確度...........................-52-圖4-10,透過MLP的學習分類結果...........................-53-圖4-11,即時校正與分類結果呈現...........................-53-圖4-12,四種不同Model對於Normal的結果...........................-55-圖4-13,某檔振動的情況於四種Model結果.
..........................-56-圖4-14,A-I損壞情況與正常狀況階次特徵比較- Hybrid-Pi curve...........................-61-圖4-15,A-I損壞情況與正常狀況階次特徵比較-Hybrid-Triangle curve...........................-65-圖4-16,hidden_layer_sizes=(50,30,30),max_iter=2184, random_state=1,warm_start=False,learning_rate_init=0.001........-67-圖4
-17,學習率...........................-67-圖4-18,hidden_layer_sizes=(50,30,30,30),max_iter=936, random_state=1,warm_start=False,learning_rate_init=0.001).....-68-圖4-19,0.001學習率收斂...........................-68-圖4-20,Normal與First Vibration的分類情況為例.....................-69-圖4-21,Normal與全部的分類情況為例..............
.............-70-圖4-22,MLP(上)與SVM(下)學習結果...........................-70-表目錄表3-1:FDC1004規格...........................-22-表3-2:量測型麥克風規格...........................-29-表3-3:光纖放大器規格(RIKO FZ2-2N)...........................-30-表3-4,損壞情況與代碼...........................-34-表3-5,Pi curve 歸屬函數規則庫的結果..............
.............-34-表3-6,Triangle歸屬函數規則庫的結果...........................-35-表3-7,數值與損壞的關係...........................-44-表4-1,1~11cm電容值與各項結果...........................-47-表4-2,以15cm的電容值為例的4項數據值...........................-47-表4-3,3個不同高度的電容值...........................-48-表4-4,數值與損壞的關係.......................
....-54-表4-5,四種規則庫對於C1、C3、C5損壞識別總結.......................-66-表4-6,SVM與MLP的學習差異...........................-70-表4-7,機器學習結束的分類結果...........................-71-
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