Контроль достоверности показаний средств измерений технического мониторинга с использованием каскада автоэнкодеров

В статье предложен метод обеспечения достоверности измерений в системах технического мониторинга — каскадная модель C-LPC-AE, сочетающая извлечение информативных спектральных признаков на основе линейного предсказательного кодирования (LPC) и двухступенчатую архитектуру сверточных автоэнкодеров. Метод предназначен для диагностики состояния подшипников и одновременной верификации корректности работы измерительных датчиков, что особенно актуально в условиях цифровой индустрии, где требуется высокая автономность и надежность систем мониторинга. Первая ступень каскада, обученная на сигналах исправного подшипника при нормальном креплении датчика, выполняет обнаружение аномалий по ошибке реконструкции. Вторая ступень, обученная на данных с ослабленным креплением акселерометра, анализирует природу аномалии и позволяет дифференцировать аномалии подшипника от искажений сигнала, вызванных нарушением монтажа датчика. Ключевым преимуществом подхода является отсутствие необходимости в данных с реальными отказами оборудования: обучение осуществляется исключительно на легко воспроизводимых состояниях — нормальном режиме и моделируемой неисправности крепления. Эксперименты проведены на данных, полученных с испытательного стенда SpectraQuest, включающего подшипники с искусственно созданным дефектом внешнего кольца. Результаты демонстрируют высокую чувствительность модели к фактическим дефектам подшипника и нарушениям монтажа сенсора. Использование LPC-признаков обеспечивает компактное представление сигнала и снижает вычислительную нагрузку, что делает предложенный подход перспективным для внедрения в промышленные системы диагностики в реальном времени.