基于Transformer的轴承故障诊断Python代码实现及优化技巧

内容概要：本文详细介绍了基于Transformer的轴承故障诊断项目的实现过程。首先，使用凯斯西储大学提供的经典轴承数据集进行预处理，将振动信号转换为适用于模型的numpy格式。接着，构建了一个轻量级的Transformer模型，通过卷积层提取局部特征并利用Transformer捕捉长距离依赖。训练过程中采用了动态学习率调整、梯度裁剪等技术确保模型稳定收敛。最终，模型在测试集上达到了98%以上的准确率，并展示了详细的混淆矩阵和损失曲线。此外，还提供了多种优化建议，如数据增强、频谱增强以及使用Focal Loss处理类别不平衡等问题。 适合人群：具备一定机器学习基础，特别是对深度学习和时间序列分析感兴趣的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标：①用于工业设备维护中的轴承故障预测；②研究如何应用Transformer模型解决非自然语言处理领域的任务；③探索振动信号处理的新方法。 其他说明：附带完整的代码实现和实验结果图表，便于读者快速上手并进行进一步的研究和优化。