用pytorch写一段代码:以西储大学CWRU轴承故障的振动信号数据库作为模型的训练集,故障类型标签包括:正常、内圈故障、外圈故障和滚动体故障四类。首先将一维故障信号转换为二维灰度图作为CNN模型的输...

时间: 2024-02-17 14:01:55 浏览: 34
好的,以下是用 PyTorch 实现将一维故障信号转换为二维灰度图并用 CNN 模型进行训练的代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torchvision.transforms as transforms from torch.utils.data import DataLoader from torchvision.datasets import ImageFolder import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 定义转换器,将一维信号转换为二维灰度图 class ToGrayscale(object): def __call__(self, x): x = np.array(x) # 将一维信号转换为 numpy 数组 x = np.tile(x, (64, 1)) # 复制成 64 行,得到一个 64*len(x) 的数组 x = (x - x.min()) / (x.max() - x.min()) # 归一化到 [0, 1] 的范围内 x = np.uint8(x * 255) # 将像素值映射到 [0, 255] 的范围内 x = np.expand_dims(x, axis=2) # 增加一个维度,变成 64*len(x)*1 的数组 return x # 加载数据集 train_transform = transforms.Compose([ ToGrayscale(), transforms.ToTensor() ]) train_dataset = ImageFolder(root='path/to/dataset', transform=train_transform) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True) # 定义模型 class CNN(nn.Module): def __init__(self): super(CNN, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 16, kernel_size=3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(16, 32, kernel_size=3, padding=1) self.fc1 = nn.Linear(32*16*16, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 4) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = nn.functional.relu(x) x = nn.functional.max_pool2d(x, 2) x = self.conv2(x) x = nn.functional.relu(x) x = nn.functional.max_pool2d(x, 2) x = x.view(-1, 32*16*16) x = self.fc1(x) x = nn.functional.relu(x) x = self.fc2(x) return x model = CNN() # 定义优化器和损失函数 optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) criterion = nn.CrossEntropyLoss() # 训练模型 num_epochs = 10 for epoch in range(num_epochs): for i, (images, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(images) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() if (i+1) % 10 == 0: print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Step [{i+1}/{len(train_loader)}], Loss: {loss.item():.4f}') # 评估模型 model.eval() with torch.no_grad(): correct = 0 total = 0 for images, labels in train_loader: outputs = model(images) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print(f'Accuracy of the model on the {len(train_dataset)} train images: {100 * correct / total}%') ``` 这段代码的主要思路是:首先定义一个转换器将一维信号转换为二维灰度图,然后使用 `ImageFolder` 类加载数据集,并应用转换器将数据集中的每个样本转换为二维灰度图。接着定义一个简单的 CNN 模型,并使用交叉熵损失函数和 Adam 优化器进行训练。最后评估模型的准确率。

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