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학술연구

딥러닝기반 BLDC모터 상태 예측을 위한 예지진단 모델 개발
Development of a Deep Learning-Based Prognostic Model for BLDC Motor Condition Prediction

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  • 발행기관
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 바로가기
  • 간행물
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제28권 제2호 (2026.04)바로가기
  • 페이지
    pp.266-272
  • 저자
    박창규
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A484401

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원문정보

초록

영어
This study proposes a deep learning–based predictive maintenance model for condition monitoring and remaining useful life (RUL) estimation of a 1 kW brushless DC (BLDC) motor. Multi-sensor signals, including vibration (10 kHz), current (20 kHz), and surface temperature (10 Hz), were acquired under six health conditions: normal, bearing outer race fault (BPFO), bearing inner race fault (BPFI), unbalance, misalignment, and stator insulation degradation. To jointly exploit spatial patterns and temporal degradation behaviors, a hybrid CNN–LSTM model with a multi-task learning framework was developed to perform 6-class fault classification and RUL regression simultaneously. Experimental results on the constructed BLDC motor dataset show that the proposed model achieves a classification accuracy of 95.8%, outperforming conventional SVM and 1D-CNN baselines (85.2% and 90.7%, respectively). In addition, the proposed method significantly reduces RUL prediction error, yielding an RMSE of 9.6 and an MAE of 6.8, which corresponds to approximately 39% improvement over a single LSTM-based regression model. These results demonstrate that the proposed CNN–LSTM multi-sensor fusion framework is effective for intelligent condition monitoring and predictive maintenance of BLDC motor systems, and it can be extended to a wide range of rotating machinery applications.

목차

Abstract
1. 서론
2. 관련 연구 및 이론적 배경
2.1 진동 기반 고전적 상태 진단 기법
2.2 머신러닝 기반 상태 진단 기법
2.3 딥러닝 기반 예지정비(PHM) 기법
2.4 BLDC모터의 예지정비 필요성
3. 실험구성
3.1 시스템 및 센서구성
3.2 고장 시나리오 구성
3.3 데이터 전처리
4. 예지진단 모델 구조
4.1 CNN-LSTM 하이브리드 구조
4.2 다중 태스크 학습(MTL) 구조
5. 실험결과 및 분석
5.1 상태 분류 성능
5.2 RUL 예측 성능
5.3 Ablation Study(제거 연구)
5.4 실험결과 분석 및 고찰
6. 결론
References

저자

  • 박창규 [ Chang-Kyu Park | Member, Dept. of Mechanical & Automotive Engineering, Gwangju University ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) [Korean Society of Mechanical Technology]
  • 설립연도
    1999
  • 분야
    공학>기계공학
  • 소개
    기계 관련 산업 분야에 관한 학술과 현장 적용 기술을 연구하고 교류하며, 이에 관련된 학문과 기술 발전 및 보급에 기여함으로써 과학과 기술의 진흥에 이바지함을 그 목적으로 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) [Journal of the Korean Society of Mechanical and Aviation Technology ]
  • 간기
    격월간
  • pISSN
    1229-604X
  • eISSN
    2508-3805
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 550 DDC 620

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