试析基于模糊神经网络的汽油发动机故障诊断专家系统的研究

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1、浙江大学硕士学位论文基于模糊神经网络的汽油发动机故障诊断专家系统的研究姓名：方晓斌申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：何勇2000.5.1±奎塑要——中文摘要／f发动机是一个复杂的机械系统，它是汽车动力的来源。由于发动机结构复杂，工作条件差，因而故障率最高。一般占整车故障的百分之四十以上。根据汽车技术故障诊断理论，针对汽油发动机的故障，利用计算机技术，开发了汽油发动机故障诊断专家系统，它具有模拟专家思维和分析判断故障部位的能力。发动机在不解体的情况下，及时准确地对其当前的技术状况作出判断，判明故障部位，

2、指出故障原因和排除方法。这无疑提高了汽车使用的可靠性和安全性，同时也减少了修理工作的盲目性，提高修理质量。缩短维修时间，减少修理费用。因此，汽油发动机故障诊断专家系统的研究具有重要意义。专家系统是一个基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统，它拥有某个特殊领域内专家的知识和经验，并能象专家那样运用这些知识，通过推理，在那个领域作出智能决策，它一般有知识库、推理机、知识获取部分和解释界面。人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork简称ANN)是具有大量简单的处理单元(称为神经元)广泛互相连接而成的

3、复杂网络。它是基于数值计算的知识处理系统。模糊技术是基于经验知识又可以结合数学过程的控制方法，它具有同时处理数值量和语言变量的特点，可用于难用测量值和解析模型描述的信息的综合和故障的模糊诊断。以往的研究和实践表明，传统的专家系统(ExlⅪrtSystem)对于从具有精确含义的字符串中推导出符合逻辑的结果是十分成功的，某些方面具有智能系统所应具有的能力。但这种方法还存在许多明显的局限性，如：知识获取困难、推理能力弱、学习能力差等，不能满足实际应用和需要。而人工神经网络模型所特有的学习、记忆和归纳能力能够弥补传统专家系

4、统的某些不足，把人工神经网络技术应用到汽油机故障诊断专家系统中，可以解决传统专家系统存在的!苎塑薹一些严重缺陷，提高了系统的智能水平，实现了高效、准确、迅速地诊断，为发动机故障诊断技术提供了新的途径。广一’一论文的核心部份是基于模糊推理神经网络的汽油发动机故障诊断专家系统。根据汽油发动机的组成结构、功能原理，及维修专家的实际经验，用计算机技术模拟建立故障诊断树。由故障树提炼出训练样本，提供给神经网络学习，学习结束后生成的权值和阈值组成了知识库。其诊断的特色是专家系统扎根予神经网络中，并将模糊技术和神经网络技术紧密结

5、合，从不同角度、不同层次通过人机对话方式进行故障推理，期间专家系统可以方便地借助于神经网络进行自学习，扩充知识库，提高系统的适应能力和容错能力，使诊断更加精确。并采用多媒体技术生动、直观地展现各种故障现象部位、技术参数等，为故障诊断提供辅助作用，使维修更快捷。该系统是在W'mdows98操作系统中用VisualBasic5．0版本程序设计语言开发的。同时，为最终达到在线式汽油机故障诊断的要求，论文对故障诊断特征参数的试验研究与硬件部分进行初步的探讨。(模糊技术和神经网络的结合为专家系统和人工智能开辟了新的途径。如何

6、将模糊逻辑和神经网络与故障诊断专家系统有效地融合，以期在生产实践中得以推广应用，是今后故障诊断系统研究的课题．卜关健词t专家系统神经同络汽油发动机哉障渗断多媒体Il致谢本论文是在导师何勇教授的悉心指导下完成的。导师对本课题的立题、总体设计以及内容安排到成文审阅，都精心指导，示教再三。导师以自己远卓的见识、开阔的思路、渊博的知识、严谨求实的学风和严以律己、宽以待人的品格及奋发进取的精神，给作者以深深的启迪和教益。作者从导师身上学到的不仅仅是知识和学问，更重要的是工作方法、治学态度和为人处世，这一切无疑都将使作者受益终

7、身。我还要感谢农业工程院的许叔平老师，在我的整个学习期间给予了真诚的关怀和热情的帮助。最后我要借此机会向所有帮助、支持过我的老师、朋友和家人致以最衷心的感谢。方晓斌2000年春于杭州堡主丝奎!苎主堡塑塑丝堕塑塑墨鎏垄垫塑垫堕堡堕主塞墨堕箜堕壅——————一第一章概述发动机是汽车的最主要总成之一，它是汽车的心脏。由于发动机的结构复杂，工作条件差，因而故障率最高，往往成为重点诊断和检测对象。发动机技术状况的变化，主要表现在故障增多、性能变坏和损耗增加上。用来评价发动机技术状况的主要参数，有发动机功率、燃油消耗量、机油消

8、耗量、点火系工作质量、汽缸压力、曲轴箱窜气量、汽缸漏气量或漏气率、进气管真空度、机油压力、机油清净性、机油中含金属量、发动机温度、异响和振动等。汽车故障按故障发生、发展的进程分为渐发性故障、突发性故障。对渐发性故障可以通过预防，使汽车的使用可靠性保持在一定水平上。对于突发性故障，只能采用事后维修方式进行处理。为了解决突发性故障的问题，就必须研究开发汽车技术诊