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基于物理注意力机制的KAN⁃Transformer旋转机械轴承故障诊断方法
张奎, 晏永飞, 王新刚, 杨赟
辽宁石油化工大学学报    2026, 46 (2): 58-67.   DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2026.02.007
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针对旋转机械轴承故障诊断中振动信号噪声干扰强、特征提取依赖人工设计等导致的故障诊断不准确问题,提出了一种融合轴承动力学机理与Kolmogorov⁃Arnold网络(KAN)的物理注意力Transformer模型。首先,基于Hertz接触理论推导轴承内圈、外圈及滚动体故障特征频率方程,构建频域掩码引导注意力机制聚焦故障敏感频带;其次,设计KAN⁃Transformer架构,通过KAN的多尺度分解能力自适应解析振动信号的时频特征,结合Transformer的全局注意力实现长程依赖建模;最后,在凯斯西储大学(CWRU)轴承数据集上验证了模型的性能。结果表明,该模型的准确率达99.75%,显著优于传统模型。研究结果为旋转机械轴承故障诊断提供了一种高精度、高鲁棒性且物理可解释的解决方案。

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