少样本下基于元学习的柱塞泵故障诊断方法

摘要

针对柱塞泵故障样本少、在噪声干扰下故障信号微弱及传统深度学习依赖大量训练样本的问题，提出了一种基于模型不可知元学习（MAML）的少样本柱塞泵故障诊断方法。首先，利用改进的带自适应噪声的完全集成经验模态分解（ICEEMDAN）方法来分解采集到的一维振动信号，得到本征模态函数的IMF分量，并筛选故障信息丰富的敏感分量以增强振动信号中的特征信息。其次，建立了多通道一维卷积模型，该模型构建了一个具有高效通道注意力机制的通道交互特征编码器，旨在关注不同通道间的交互故障信息，进而有效地提取多个诊断元任务的通用诊断知识。最后，将一维卷积模型作为基模型，并通过MAML方法训练获得了最优的模型初始化参数；最优的初始化模型能够快速适应新工况下的少量柱塞泵故障样本，从而实现了少样本下的柱塞泵故障诊断。利用柱塞泵实验数据验证了模型的性能，结果表明，所提方法在少样本条件下对于各种诊断任务的诊断准确率都达到90%以上。

关键词

模型不可知元学习 / 少样本 / 注意力机制 / 柱塞泵