一、研究背景与问题
- 工业背景:机械故障诊断对工业系统安全至关重要,但实际中故障样本稀少,难以训练传统深度学习模型。
- 现有问题:
- 当前少样本学习(FSL)方法大多基于相关性而非因果关系建模,容易学习到伪相关特征,导致模型可解释性差、泛化能力弱。
- 跨组件故障诊断更具挑战性:训练(源组件)与测试(目标组件)数据来自不同机械部件,分布差异大且类别不重叠。
二、提出方法:CIRNet(Causal Intervention Relation Network)
CIRNet 是一个融合元学习与因果干预的少样本故障诊断框架,主要包括三个模块:
1. 特征编码模块
- 使用一维卷积神经网络(1D-CNN)提取振动信号中的故障特征。
- 输出支持集和查询集样本的特征表示。
2. 因果干预模块
- 核心贡献:引入因果理论,识别并消除元训练阶段先验知识(D)作为