航空发动机机务维护专家系统的研究与故障诊断

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1、第17卷增刊振动工程学报Vol.17No.S2004年8月JournalofVibrationEngineeringAug.2004航空发动机机务维护专家系统的研究与故障诊断许大周陈志英(北京航空航天大学北京，100083)摘要结合航空发动机机务维护的特点，介绍了基于关系数据库开发实现专家系统的设计方案，提出了按知识点分类的方法构建知识库，降低了构建知识库的难度，缩小了诊断范围，提高了故障诊断成功率。重点描述了通过数据库存储专家知识和专家知识规则之间的逻辑关系。系统采用宽度搜索、实例优先的知识推理策略有效地实现专家系统的知识推理，大大提高了故障诊断效率。并用DELPHI7.0和MIC

2、ROSOFTSQLSERVER2000开发了航空发动机机务维护中常见故障诊断专家系统。关键词:专家系统;关系数据库;航空发动机;机务维护;故障诊断中图分类号:TP392;V231.9快速诊断和排除故障可以缩短再次出动准备时库和元部件图形库的浏览、编辑、删除、添加、打印等间，提高装备的完好率，有利于部队战斗力的成长。操作。专家(知识工程师)根据需要来修改知识库并现行的故障诊断方法主要是机务人员根据自己多年追加知识，对知识库的一致性、完整性以及由此引起维护发动机的经验来判断，但由于岗位的调换，人员的一切必要的改动进行日常维护。的流动，很多宝贵的经验未能得到很好的保存。发动(2)故障诊断功

3、能。系统能够根据选择的“故障机历史维护过程中出现过的故障对诊断新发生的故现象”找到发生故障的元部件及故障原因，提供故障障有一定的借鉴意义，各单位收集到的历史故障没排除方法，显示故障件的图形，能够对推理过程、结有很好地汇总，故障资源相对独立，没有达到数据共论做出必要的解释，如求解步骤、处理策略、选择处享的程度。近年来，人工智能技术特别是专家系统、理方法的理由等，这样便于维护人员的理解和接收。知识工程得到了蓬勃发展[1]，充分挖掘和应用机务(3)用户权限管理功能。系统可以设置用户级维护领域内的专家知识、维护规程和发动机原理性别，对使用用户的权限进行管理。知识，结合机务维护历史故障，开发航

4、空发动机机务1.2系统总体结构设计维护专家系统，对于提高机务人员维护技术具有十分重要的现实意义。近年来关系数据库管理系统发根据系统功能要求及各功能之间的关系，本系展得越来越成熟，它具有数据结构化、最低冗余度、统主要包括知识处理模块、解释推理模块、数据处理较高的数据独立性、易于扩充、便于共享等优点，基模块、图形获取模块及详尽的帮助系统。系统总体结于数据库的各类应用系统开发技术也已经非常成构如图1所示。熟。使用DELPHI7.0和MICROSOFTSQL}用户}}专家}SERVER2000开发了一个实用、可靠、有效的航空人机接口(用户界面)发动机机务维护专家系统。知识处理数据处理图形获取

5、帮助系统1系统总体设计模块模块模块1.1系统功能设计知识库数据库】1图形库(1)数据管理功能。一般用户可以完成历史故障图1系统总体结构图收稿日期;2004-03-20振动工程学报第17卷知识处理模块的作用是对专家知识库进行维护，系统故障、空中自动停车故障。每个故障知识表都有保证知识的一致性、完整性、权威性。推理解释模块的其固有的特性，不同的故障知识点用不同的知识表作用是利用已有的知识，按照一定的推理策略，完成故来存储，共同构成了整个专家系统的知识库。障的诊断并负责解释故障的诊断推理过程，并能控制2.2知识表示与存储和协调系统的各个模块使之能够很好地协同工作。知识表示是建造专家系统的一

6、个重要环节，知2知识库设计与知识表示识表示方法的好坏直接影响系统的推理效率，知识库的模型不仅要符合专家诊断推理的思维，同时又2.1知识库设计要具备不断自我扩充的能力。因此，知识表示方法要具有可扩充性、简洁性和清晰性。知识的表示形式有专家系统是研究、处理知识的系统。它以领域专规则、框架、语义网络等多种。本系统主要采用产生家的知识为基础，解释并重新组织这些知识，使计式规则表示启发式的、推理式的知识。算机能够模仿人类专家的思维，成为具有领域专家发动机的故障模式复杂[21，诊断过程也不尽相水平的智能系统。机务维护专家系统的知识包括机同，有的故障只凭经验简单判断就可得出结论，有的务维护一线专家

7、的经验性知识、发动机维护规程和故障则需对系统工作过程进行详细的剖析并经过复航空发动机的结构原理性知识。通过对某型发动机杂推理及排除各种因素后方可判断。结合机务维护的结构、功能和故障机理的分析，得到该型发动机故障特点，故障诊断只需分析到外场可更换单元(LRU)o分析树如图2所示。在系统实现过程中，除了系统的操作界面突出了人性航空化外，知识库中的表结构设计也符合人的故障分析思发动机维。知识表的设置有上行节点、故障现象、下行结点、故障原因、排除方法、故障发生次数