故障诊断专家系统研究的现状与展望

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1、故障诊断专家系统研究的现状与展望作者：吴明强，史慧  来源：二炮装备研究院，北京航天测控技术开发公司  发布时间：2009-7-616:11:39  [收藏][评论]故障诊断专家系统研究的现状与展望摘要：该文介绍了专家系统在故障诊断领域的应用情况，阐述了国内外故障诊断专家系统的发展现状，针对目前研究比较成熟的故障诊断专家系统模型进行了分析，并指出了各自技术的特点和局限性。最后结合新技术的发展和应用对故障诊断专家系统的发展趋势进行了展望。关键词：专家系统，故障诊断，机器学习，知识发现ResearchandProspectofFault

2、DiagnosisExpertSystemAbstract:Thispaperintroducestheapplicationofexpertsysteminthefaultdiagnosisarea.Itdescribesthecurrentdevelopingconditionoffaultdiagnosisexpertsystem,analyzesseveralwellresearchedfaultdiagnosisexpertsystemmodelsandpointsouttheirfeaturesandlimitation

3、srespectively.Finallybycombiningthedevelopingandapplicationofnewmethodologies,theprospectoffaultdiagnosisexpertsystemisoverlooked.Keywords:Expertsystem,Faultdiagnosis，Machinelearning,Knowledgediscovering1引言故障诊断专家系统是将人类在故障诊断方面的多位专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的大型计算机程序，它可以利用计算机系统

4、帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题，扩展计算机系统原有的工作范围，使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议。专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛，长期以来，在航空、航天、电力、机械、化工、船舶等许多领域，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。故障诊断专家系统除了具备专家系统的一般结构外，还具有自己的特殊性。它具有如下特点。     (1)知识可以从类似机器和工作实际、诊断实例中获取，即知识来源比较规范。     (2)诊断对象多为复杂的、大型的动态系

5、统，这种系统的大部分故障是随机的，普通人很难判断，这时就需要通过讨论或请专家来进行诊断。但对于一些新型机器，可能无处获得诊断知识；或者对于非定型生产的机器，由于其工作特性和常用机器相比差异很大，知识获取也十分困难。     而专家系统恰恰适用于复杂的、知识来源规范的大型动态系统，它可以汇集众多专家的知识，进行分析、比较、推理，最终得出正确的结论。现场技术人员可以充分利用各种信息和症兆，在计算机系统的帮助下有效地解决工程实际问题，这也是故障诊断专家系统近年来成为热门研究课题的原因。 2国内外的发展及应用故障诊断专家系统的发展起始于20

6、世纪70年代末,虽然时间不长，但在电路与数字电子设备、机电设备等各个领域已取得了令人瞩目的成就，已成为当今世界研究的热点之一。在专家系统己有较深厚基础的国家中，机械、电子设备的故障诊断专家系统已基本完成了研究和试验的阶段，开始进入广泛应用。在电路和数字电子设备方面,MIT研制用于模拟电路操作并演绎出故障可能原因的EL系统；美国海军人工智能中心开发了用于诊断电子设备故障的IN-ATE系统；波音航空公司研制了诊断微波模拟接口MSI的IMA系统；意大利米兰工业大学研制用于汽车启动器电路故障诊断的系统。国内在故障诊断专家系统方面起步稍晚，2

7、0世纪80年代开始，国内部分高校和科研机构首先在汽车故障诊断领域对专家系统进行了研究，发表了一系列的研究文献，部分文献已经达到国外同等水平，随后在其他电子设备领域和电力应用领域相继进行了故障诊断专家系统的研究，并取得了一定的研究成果，有一些系统已投入了实际运行。具有代表性的专家系统有华中科技大学研制的用于汽轮机组工况监测和故障诊断的智能系统DEST;哈尔滨工业大学和上海发电设备成套设计研究所联合研制的汽轮发电机组故障诊断专家系统MMMD-2;清华大学研制的用于锅炉设备故障诊断的专家系统等等。都能够比较成功地进行复杂系统的故障诊断，这

8、表明我国的故障诊断己经进入专家系统故障技术时代。3故障诊断专家系统的研究现状目前已研究的故障诊断专家系统模型有：基于规则的诊断专家系统、基于实例的诊断专家系统、基于行为的诊断专家系统、基于模糊逻辑的诊断专家系统和基于人工神经网络的诊断