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基于擴(kuò)展故障樹的某滑油系統(tǒng)專家診斷知識(shí)獲取

2014-11-07 21:11于鑫趙勇耿建偉
科技資訊 2014年10期
關(guān)鍵詞:專家系統(tǒng)知識(shí)故障診斷

于鑫++趙勇++耿建偉

摘 要:針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,試圖從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。

關(guān)鍵詞:擴(kuò)展故障樹 滑油系統(tǒng) 專家系統(tǒng) 故障診斷 知識(shí)

中圖分類號(hào):TP182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)04(a)-00014-01

滑油系統(tǒng)是保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)重要系統(tǒng),其主要功能是保障發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦件的潤(rùn)滑、散熱。滑油系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的一個(gè)重要組成部分[1]。

故障樹分析作為滑油系統(tǒng)故障診斷中的一種有效方法,它把最不希望發(fā)生的事件作為故障樹的頂事件,底事件則是引發(fā)該頂事件故障的直接原因[2~3]。然而,簡(jiǎn)單的故障描述對(duì)滑油系統(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí)是不夠的。為了滿足故障診斷和定位的需求,在建立故障樹時(shí),往往在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加一些其他信息,如故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議以及維修策略等,形成擴(kuò)展故障樹。

1 基于知識(shí)規(guī)則的故障診斷專家系統(tǒng)

基于知識(shí)規(guī)則的專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域,它是一種智能的計(jì)算機(jī)程序。這種計(jì)算機(jī)程序使用知識(shí)與推理過(guò)程,求解那些需要杰出人物的專家知識(shí)才能求解的高難度問(wèn)題。基于知識(shí)的專家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、人機(jī)接口、知識(shí)獲取子系統(tǒng)、解釋子系統(tǒng)、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)組成。將基于知識(shí)的專家系統(tǒng)應(yīng)用于潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障診斷,其功能框架。它主要由七個(gè)功能模塊組成:監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊,推理機(jī),解釋系統(tǒng),全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù),知識(shí)規(guī)則庫(kù),知識(shí)獲取與維護(hù)模塊以及圖形化用戶界面。其中,知識(shí)規(guī)則的獲取決定著專家系統(tǒng)的功能,是設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的“瓶頸”問(wèn)題,因此,本文試圖研究一種基于擴(kuò)展故障樹的知識(shí)獲取方法,以期對(duì)后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

2 擴(kuò)展故障樹的建立

擴(kuò)展故障樹的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加了故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等信息,即在擴(kuò)展故障樹中包含了更多的專家知識(shí)。其中,擴(kuò)展故障樹中的故障現(xiàn)象描述反映了一個(gè)事件或一種故障模式下系統(tǒng)表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象,這些現(xiàn)象是診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行推理的根據(jù),構(gòu)成了知識(shí)庫(kù)中規(guī)則的前件;故障的檢測(cè)方式或方法是屬于故障模式判別的輔助描述部分,指出系統(tǒng)的檢測(cè)方法。

3 基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取

3.1 基于擴(kuò)展故障樹德專家知識(shí)獲取流程

由擴(kuò)展故障樹到專家系統(tǒng)診斷知識(shí)的獲取的具體步驟如下[4]:

(1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行原理圖、技術(shù)規(guī)范等描述某發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的技術(shù)資料和專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí),選擇故障樹的頂事件,確定邊界條件,并由頂事件逐層展開建立滑油系統(tǒng)的故障樹。

(2)在故障樹中增加故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等輔助信息,將其擴(kuò)展為擴(kuò)展故障樹。

3.2 知識(shí)規(guī)則的表述

本文利用產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行知識(shí)表示,并對(duì)產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行模糊化,從而形成模糊產(chǎn)生式規(guī)則表示法,這樣既充分考慮到診斷知識(shí)的模糊性、不確定性以及規(guī)則的強(qiáng)度,又符合人的思維,便于人機(jī)交換信息和規(guī)則的在線修改、擴(kuò)充和刪減。其表示法一般寫為:

4 結(jié)論

針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí),為后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 李國(guó)權(quán).航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2011,37(6):49-52.

[2] 侯勝利,王威,胡金海,等.基于遺傳編程的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)故障診斷[J].振動(dòng)、測(cè)試與診斷,2008,28(4):400-403.

[3] 嚴(yán)軍.基于故障樹分析法的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)研究[D].成都:電子科技大學(xué),2010.

[4] 劉成瑞,張慶振,任章.基于擴(kuò)展故障樹的運(yùn)載火箭故障診斷專家系統(tǒng)[J].宇航學(xué)報(bào),2008,29(6):1936-1941.

[5] 范會(huì)來(lái),閆英敏,楊鳳彪.擴(kuò)展故障樹的非線性鏈表化故障診斷研究[J].自動(dòng)化儀表,2013,34(5):16-20.

[6] 劉福君,許啟興,王玉森,等.基于擴(kuò)展故障樹的故障診斷系統(tǒng)[J].控制工程,2007,14(增刊):111-115.

[7] Qian Yu, Xu Liang, Li Xiuxi,et al.LUBRES: an expert system development and implementation for real-time fault diagnosis of a lubricating oil refining process[J].Expert Systems with Applications,2008,35:1252-1266.

[8] Angeli,C.Online expert systems for fault diagnosis in technical processes[J].Expert Systems,2008,25(4):115-132.endprint

摘 要:針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,試圖從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。

關(guān)鍵詞:擴(kuò)展故障樹 滑油系統(tǒng) 專家系統(tǒng) 故障診斷 知識(shí)

中圖分類號(hào):TP182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)04(a)-00014-01

滑油系統(tǒng)是保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)重要系統(tǒng),其主要功能是保障發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦件的潤(rùn)滑、散熱?;拖到y(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的一個(gè)重要組成部分[1]。

故障樹分析作為滑油系統(tǒng)故障診斷中的一種有效方法,它把最不希望發(fā)生的事件作為故障樹的頂事件,底事件則是引發(fā)該頂事件故障的直接原因[2~3]。然而,簡(jiǎn)單的故障描述對(duì)滑油系統(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí)是不夠的。為了滿足故障診斷和定位的需求,在建立故障樹時(shí),往往在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加一些其他信息,如故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議以及維修策略等,形成擴(kuò)展故障樹。

1 基于知識(shí)規(guī)則的故障診斷專家系統(tǒng)

基于知識(shí)規(guī)則的專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域,它是一種智能的計(jì)算機(jī)程序。這種計(jì)算機(jī)程序使用知識(shí)與推理過(guò)程,求解那些需要杰出人物的專家知識(shí)才能求解的高難度問(wèn)題?;谥R(shí)的專家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、人機(jī)接口、知識(shí)獲取子系統(tǒng)、解釋子系統(tǒng)、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)組成。將基于知識(shí)的專家系統(tǒng)應(yīng)用于潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障診斷,其功能框架。它主要由七個(gè)功能模塊組成:監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊,推理機(jī),解釋系統(tǒng),全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù),知識(shí)規(guī)則庫(kù),知識(shí)獲取與維護(hù)模塊以及圖形化用戶界面。其中,知識(shí)規(guī)則的獲取決定著專家系統(tǒng)的功能,是設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的“瓶頸”問(wèn)題,因此,本文試圖研究一種基于擴(kuò)展故障樹的知識(shí)獲取方法,以期對(duì)后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

2 擴(kuò)展故障樹的建立

擴(kuò)展故障樹的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加了故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等信息,即在擴(kuò)展故障樹中包含了更多的專家知識(shí)。其中,擴(kuò)展故障樹中的故障現(xiàn)象描述反映了一個(gè)事件或一種故障模式下系統(tǒng)表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象,這些現(xiàn)象是診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行推理的根據(jù),構(gòu)成了知識(shí)庫(kù)中規(guī)則的前件;故障的檢測(cè)方式或方法是屬于故障模式判別的輔助描述部分,指出系統(tǒng)的檢測(cè)方法。

3 基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取

3.1 基于擴(kuò)展故障樹德專家知識(shí)獲取流程

由擴(kuò)展故障樹到專家系統(tǒng)診斷知識(shí)的獲取的具體步驟如下[4]:

(1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行原理圖、技術(shù)規(guī)范等描述某發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的技術(shù)資料和專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí),選擇故障樹的頂事件,確定邊界條件,并由頂事件逐層展開建立滑油系統(tǒng)的故障樹。

(2)在故障樹中增加故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等輔助信息,將其擴(kuò)展為擴(kuò)展故障樹。

3.2 知識(shí)規(guī)則的表述

本文利用產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行知識(shí)表示,并對(duì)產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行模糊化,從而形成模糊產(chǎn)生式規(guī)則表示法,這樣既充分考慮到診斷知識(shí)的模糊性、不確定性以及規(guī)則的強(qiáng)度,又符合人的思維,便于人機(jī)交換信息和規(guī)則的在線修改、擴(kuò)充和刪減。其表示法一般寫為:

4 結(jié)論

針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí),為后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 李國(guó)權(quán).航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2011,37(6):49-52.

[2] 侯勝利,王威,胡金海,等.基于遺傳編程的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)故障診斷[J].振動(dòng)、測(cè)試與診斷,2008,28(4):400-403.

[3] 嚴(yán)軍.基于故障樹分析法的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)研究[D].成都:電子科技大學(xué),2010.

[4] 劉成瑞,張慶振,任章.基于擴(kuò)展故障樹的運(yùn)載火箭故障診斷專家系統(tǒng)[J].宇航學(xué)報(bào),2008,29(6):1936-1941.

[5] 范會(huì)來(lái),閆英敏,楊鳳彪.擴(kuò)展故障樹的非線性鏈表化故障診斷研究[J].自動(dòng)化儀表,2013,34(5):16-20.

[6] 劉福君,許啟興,王玉森,等.基于擴(kuò)展故障樹的故障診斷系統(tǒng)[J].控制工程,2007,14(增刊):111-115.

[7] Qian Yu, Xu Liang, Li Xiuxi,et al.LUBRES: an expert system development and implementation for real-time fault diagnosis of a lubricating oil refining process[J].Expert Systems with Applications,2008,35:1252-1266.

[8] Angeli,C.Online expert systems for fault diagnosis in technical processes[J].Expert Systems,2008,25(4):115-132.endprint

摘 要:針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,試圖從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。

關(guān)鍵詞:擴(kuò)展故障樹 滑油系統(tǒng) 專家系統(tǒng) 故障診斷 知識(shí)

中圖分類號(hào):TP182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)04(a)-00014-01

滑油系統(tǒng)是保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)重要系統(tǒng),其主要功能是保障發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦件的潤(rùn)滑、散熱?;拖到y(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的一個(gè)重要組成部分[1]。

故障樹分析作為滑油系統(tǒng)故障診斷中的一種有效方法,它把最不希望發(fā)生的事件作為故障樹的頂事件,底事件則是引發(fā)該頂事件故障的直接原因[2~3]。然而,簡(jiǎn)單的故障描述對(duì)滑油系統(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí)是不夠的。為了滿足故障診斷和定位的需求,在建立故障樹時(shí),往往在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加一些其他信息,如故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議以及維修策略等,形成擴(kuò)展故障樹。

1 基于知識(shí)規(guī)則的故障診斷專家系統(tǒng)

基于知識(shí)規(guī)則的專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域,它是一種智能的計(jì)算機(jī)程序。這種計(jì)算機(jī)程序使用知識(shí)與推理過(guò)程,求解那些需要杰出人物的專家知識(shí)才能求解的高難度問(wèn)題?;谥R(shí)的專家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、人機(jī)接口、知識(shí)獲取子系統(tǒng)、解釋子系統(tǒng)、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)組成。將基于知識(shí)的專家系統(tǒng)應(yīng)用于潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障診斷,其功能框架。它主要由七個(gè)功能模塊組成:監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊,推理機(jī),解釋系統(tǒng),全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù),知識(shí)規(guī)則庫(kù),知識(shí)獲取與維護(hù)模塊以及圖形化用戶界面。其中,知識(shí)規(guī)則的獲取決定著專家系統(tǒng)的功能,是設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的“瓶頸”問(wèn)題,因此,本文試圖研究一種基于擴(kuò)展故障樹的知識(shí)獲取方法,以期對(duì)后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

2 擴(kuò)展故障樹的建立

擴(kuò)展故障樹的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)故障樹結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加了故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等信息,即在擴(kuò)展故障樹中包含了更多的專家知識(shí)。其中,擴(kuò)展故障樹中的故障現(xiàn)象描述反映了一個(gè)事件或一種故障模式下系統(tǒng)表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象,這些現(xiàn)象是診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行推理的根據(jù),構(gòu)成了知識(shí)庫(kù)中規(guī)則的前件;故障的檢測(cè)方式或方法是屬于故障模式判別的輔助描述部分,指出系統(tǒng)的檢測(cè)方法。

3 基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取

3.1 基于擴(kuò)展故障樹德專家知識(shí)獲取流程

由擴(kuò)展故障樹到專家系統(tǒng)診斷知識(shí)的獲取的具體步驟如下[4]:

(1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行原理圖、技術(shù)規(guī)范等描述某發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的技術(shù)資料和專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí),選擇故障樹的頂事件,確定邊界條件,并由頂事件逐層展開建立滑油系統(tǒng)的故障樹。

(2)在故障樹中增加故障現(xiàn)象的描述、故障的檢測(cè)方式或方法、診斷建議和維修策略等輔助信息,將其擴(kuò)展為擴(kuò)展故障樹。

3.2 知識(shí)規(guī)則的表述

本文利用產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行知識(shí)表示,并對(duì)產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行模糊化,從而形成模糊產(chǎn)生式規(guī)則表示法,這樣既充分考慮到診斷知識(shí)的模糊性、不確定性以及規(guī)則的強(qiáng)度,又符合人的思維,便于人機(jī)交換信息和規(guī)則的在線修改、擴(kuò)充和刪減。其表示法一般寫為:

4 結(jié)論

針對(duì)基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)中知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題,提出一種基于擴(kuò)展故障樹的專家診斷知識(shí)獲取方法,并用于獲取某滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí)。在建立某滑油系統(tǒng)傳統(tǒng)故障樹的基礎(chǔ)上,通過(guò)附加故障現(xiàn)象、故障檢測(cè)方法、診斷建議等信息,形成某滑油系統(tǒng)的擴(kuò)展故障樹,并與基于規(guī)則的專家診斷系統(tǒng)結(jié)合,從擴(kuò)展故障樹中構(gòu)建滑油系統(tǒng)的專家診斷知識(shí),為后續(xù)滑油系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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