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1、第13卷 第1期海军工程大学学报Vol.13No.12001年2月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGFeb.2001文章编号:1009-3486(2001)01-0087-04X基于专家系统的消磁电流决策幸善成,刘大明,周耀忠(海军工程大学电气工程系,湖北武汉430033)摘 要:分析了建立消磁电流决策的专家系统的可行性,从基本概念和实际应用等方面介绍了基于专家系统的消磁电流决策的状态描述、数据库的建立以及推理机的确立等.关键词:舰船消磁;专家系统;优化;排序中图分类号:TP
2、182文献标识码:A在综合消磁工作中,如何高效、快速地决策出消磁电流的大小和方向,提高补偿的精度,对提高消磁质量、缩短消磁时间是十分重要的.近年来,人工智能技术的兴起和专家系统技术的发展,为消磁工作提供了一条新的途径和方法,并在实现了自动化消磁以后将成为消磁工作新的发展方向.1 建立消磁电流决策的专家系统的可行性分析专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术,并根据某个领域中一个或多个专家提供的知识和经验进行推理和判断、模拟专家的决策过程,以解决那些需要经验知识和理[1,2]论知识进行推理又
3、往往无法用精确的数学模型和简单的数据流动来描述的问题.在消磁中,消磁电流的大小和方向不能靠建立精确的数学模型和采用常规的规则去分析计算,只能靠消磁工程师的经验知识和理论知识进行推理和判断,这恰好是专家系统能够解决的问题.因此,建立相应的专家系统对消磁电流进行决策将是可行的.2 消磁电流决策中的状态空间法2.1 问题的状态描述问题的状态是一个表示问题全部可能状态及其关系的图,它包含3种集合,即问题的所有可能存在的初始状态集合、操作符集合以及目标状态集合.具体到消磁电流决策中,由于已知通电消磁前测得的一组原始磁场,关注
4、通电消磁后的结果磁场,因此我们用通电消磁前测得的一组磁场值构成的状态作为初始状态,用通电消磁后满足标准的结果磁场值构成的状态作为目标状态.由于满足要求的结果磁场不是唯一的,而是符合一定规则的一组磁场值,因此目标状态是一组n维状态变量的集合(n为测量平面的测量点数),而不是单个的状态变量.2.2 操作符集合操作符集合是由初始状态转化到目标状态的动因.在消磁中,由初始状态到结果状态的动因是补偿绕组的补偿电流.因此,对于一个有m个补偿绕组和取n个测量点的系统来说,我们把m个补偿绕组X收稿日期:2000211209;修订日
5、期:2000212207作者简介:幸善成(19712),男,硕士生.· 海 军 工 程 大 学 学 报 88·第13卷电流值的某种组合作为从初始状态到目标状态的操作符集合.由于操作符集合是m个补偿绕组的电流变化,因此在确定操作符集合之前,必须首先确定电流变化的步长,以便为以后建立数据库作好准备.每个绕组电流变化的步长可以相同,也可以不同.为了不失一般性,我们考虑步长不一样的情况来进行分析.设第i个补偿绕组电流变化的步长为△Ii,第i个绕组在第j个测量点的效率(第i个绕组电
6、流变化1A时引起的第j点的磁场变化量)为Cij,则第i个补偿绕组电流变化△Ii时,在j点引起的磁场变化为Cij△Ii,我们暂且把它称为绕组i在j点的步长磁场,以△Zij表示.即:△Zij=Cij△Ii(i=1,2,⋯,m;j=1,2,⋯,n).假设第i个绕组变化ki个步长,即第i个绕组变化量为ki△Ii,则m个绕组电流的变化共同作用于j点,引起j点的磁场变化:k1△I1 …△Zj=[C1jC2j⋯Cij⋯Cmj]·ki△Ii …km△Im其中:ki为第i个绕组电流变化的步长数(ki=0,1,2,⋯).m个绕组电流的
7、变化共同作用于n个测量点,引起n个测量点磁场的变化:△Z1C11C21⋯Cm1k1△I1△Z2C12C22⋯Cm2k2△I2△Z==· ………⋯… …△ZnC1nC2n⋯Cmnkm△Im则n个测量点的磁场值为Z=Z0+△Z,其中Z0为初始磁场值,Z、Z0、△Z均为n维状态变量.这样,就[3]完成了消磁电流决策的操作符集合的定义.由以上分析,可得到用状态空间法建立消磁电流决策系统的示意图(见图1):图1 消磁电流决策示意图3 综合数据库与规则集合3.1 综合数据库用1×m的矩阵表示m个补偿电流的状态,用1×n的矩阵表
8、示n个测量点的测量磁场的值,通过SQL查询建立两者的“关系”.该数据库包括6个表,分别是:(1)船型数据表 存放各种舰船的船型数据,包括5个字段和3条记录,字段分别是“型号”、“船长”、“船宽”、“水线高度”、“水线宽度”,主关键字为“型号”.(2)纵向绕组模型表 存放纵向绕组的模型数据,包括“匝数”和“间距”两个字段.一般认为,纵向绕组是沿舰船纵向对称布置
