Validation of artificial neural networks to model the acoustic behaviour of induction motors, Applied Acoustics

dc.centroEscuela de Ingenierías Industrialeses_ES
dc.contributor.authorJiménez-Romero, F.J.
dc.contributor.authorGuijo-Rubio, D.
dc.contributor.authorLara-Raya, F.R.
dc.contributor.authorRuiz-González, Antonio Francisco
dc.contributor.authorHervás-Martínez, C.
dc.date.accessioned2024-02-08T10:28:23Z
dc.date.available2024-02-08T10:28:23Z
dc.date.created2024-01-18
dc.date.issued2020-09-01
dc.departamentoIngeniería Eléctrica
dc.descriptionIn the last decade, the sound quality of electric induction motors is a hot topic in the research field. Specially, due to its high number of applications, the population is exposed to physical and psychological discomfort caused by the noise emission. Therefore, it is necessary to minimise its psychological impact on the population. In this way, the main goal of this work is to evaluate the use of multitask artificial neural networks as a modelling technique for simultaneously predicting psychoacoustic parameters of induction motors. Several inputs are used, such as, the electrical magnitudes of the motor power signal and the number of poles, instead of separating the noise of the electric motor from the environmental noise. Two different kind of artificial neural networks are proposed to evaluate the acoustic quality of induction motors, by using the equivalent sound pressure, the loudness, the roughness and the sharpness as outputs. Concretely, two different topologies have been considered: simple models and more complex models. The former are more interpretable, while the later lead to higher accuracy at the cost of hiding the cause-effect relationship. Focusing on the simple interpretable models, product unit neural networks achieved the best results: for MSE and for SEP. The main benefit of this product unit model is its simplicity, since only 10 inputs variables are used, outlining the effective transfer mechanism of multitask artificial neural networks to extract common features of multiple tasks. Finally, a deep analysis of the acoustic quality of induction motors in done using the best product unit neural networks.es_ES
dc.description.abstractMediante el uso de diferentes técnicas de modulación se puede reducir y modificar el ruido mecánico de origen electromagnético. Debido a la falta de linealidad entre los parámetros de E/S: niveles de presión , parámetros psicoacústicos, velocidad, nivel de carga, número de polos y técnica de modulación usada, una solución eficaz para determinar la bondad de una técnica de modulación respecto a esos parámetros psicoacústicos puede ser el uso de redes neuronales (ANN). El objetivo principal de este trabajo es evaluar el uso de estas ANN para la predicción simultánea de parámetros psicoacústicos del ruido producido por motores de inducción alimentados con inversores de potencia e implementar varios tipos de ANN con diferentes niveles de complejida para predecir estos parámetros de salida. Se proponen dos tipos diferentes de ANN para evaluar la calidad acústica, utilizando como salidas la presión sonora equivalente, la sonoridad, la rugosidad y la nitidez. Se realiza un análisis de la calidad acústica para más de 3000 muestras con las que se entrena la red y se predicen resultados. Se comprueba que con ANNs PUNN basada en la clasificación de unidades de product PUNN (más simples de entrenar y más intuitivas) el resultado de 38.77 para MSE y 13.11 for SEP es similar a otro tipo de redes más complejas.es_ES
dc.description.sponsorshipMINECO y Fondos FEDER TIN2017-85887-C2-1-P Consejería de Economía,Conocimiento, Empresas y Universidad de la Junta de Andalucía (UCO-1261651).es_ES
dc.identifier.citationF.J. Jiménez-Romero, D. Guijo-Rubio, F.R. Lara-Raya, A. Ruiz-González, C. Hervás-Martínez, Validation of artificial neural networks to model the acoustic behaviour of induction motors, Applied Acoustics, Volume 166, 2020, 107332, ISSN 0003-682X, https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107332. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003682X20300347)es_ES
dc.identifier.doi10.1016/j.apacoust.2020.107332
dc.identifier.otherhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003682X20300347
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10630/30092
dc.language.isoenges_ES
dc.publisherElsevieres_ES
dc.rights.accessRightsopen accesses_ES
dc.subjectMotores - Ruidoes_ES
dc.subject.otherANNes_ES
dc.subject.otherPWM modulation techniquees_ES
dc.subject.otherInduction motorses_ES
dc.titleValidation of artificial neural networks to model the acoustic behaviour of induction motors, Applied Acousticses_ES
dc.typejournal articlees_ES
dc.type.hasVersionAMes_ES
dspace.entity.typePublication
relation.isAuthorOfPublication38998270-0208-41e3-9e14-b8e84c73fac1
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