基于clips的专家系统应用技术研究

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1、密级:硕士学位论文基于CLIPS的专家系统应用技术研究作者姓名：张芳指导教师：蒋平研究员中国科学院光电技术研究所学位类别：工学硕士学科专业：计算机应用技术研究所：中国科学院光电技术研究所二零一五年五月ResearchonExpertSystemApplicationTechnologyBasedonCLIPSByZhangFangAThesisSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterof

2、EngineeringInstituteofOpticsandElectronicsChineseAcademyofSciencesMay,2015致谢致谢在课题研究和学习方面，首先感谢实验室的蒋平研究员和周进副研究员。三年学习期间，两位导师在学习上给了我很大的帮助，指导我顺利完成课题的研究。从课题题目的选定，到开题中期考核，直到最后论文的定稿，两位老师都给予我耐心的指导。蒋老师知识渊博，逻辑思维清晰，工作作风严谨，全局把控能力很强。周老师在阶段检查和课题小组报告中给了我悉心的指导，一点一滴教会我课题研究的思路，老师沉着冷静的做事风格和耐心细致、吃苦

3、耐劳的科研态度都深深地感染了我，再次深深地感谢两位老师。感谢实验室的张进老师对我学习和找工作过程中的耐心教诲。感谢同实验室的修鹏山、邹强等同学，还有常一起讨论问题的钟剑丹师兄、朱炎丹师兄、崔雄文师兄以及其他师兄师姐，与他们一起学习和生活，学到很多知识的同时也让我有了集体大团结的意识。感谢中科院光电所研究生部的廖俊莉老师、胡琛老师对我们学习和生活的关心，她们经常组织活动，丰富我们的业余生活，在这里让大家更感觉像是亲人。感谢从小以来养育我关心我的父母和亲人，是你们默默的支持成为了我在学业道路上不断前进的动力。最后，我由衷地感谢在我学习和生活上帮助我、关心

4、我、支持我的所有人，愿你们身体健康，万事如意。张芳2015年5月I摘要摘要本文将实验室已有的项目“飞行器关键动作评估”作为实验背景，分析了之前工作人员用C++可视化开发语言开发该评估专家系统存在以下问题：知识库可扩展性不强，知识表示困难；推理所需的评估事实和评估规则的管理维护和更新不方便；不擅长逻辑推理且需要专门编写一个推理机来实现推理，代码量大，推理效率不高，可移植性差；不能实时显示推理时间，不能显示具体推理过程，不便于寻因和解释。基于以上问题，本文研究了专家系统关键技术及专家系统工具CLIPS(CLanguageIntegratedProduct

5、ionSystem，C语言集成产生式系统)，以及基于CLIPS的专家系统应用技术。CLIPS开放性和扩展性好，知识库和推理机易于分离，推理效率高，知识容易以模板和产生式规则形式表示，可扩展性高，同时具备程序规模小和在实时响应要求严格时执行速度快等优点。基于CLIPS的诸多优点，本文重点对基于CLIPS的专家系统的应用技术进行了研究，并以“飞行器关键动作评估”作为应用背景，进行应用技术的实验。文中对评估专家系统的总体结构进行了研究和设计，将评估专家系统总体结构划分为评估界面、知识库、推理机、工作记忆、知识获取模块、解释模块。通过对飞行器关键动作评估专家

6、系统的知识库和推理机进行研究，采用CLIPS对该评估系统进行开发。采用“框架+产生式规则”的知识表达方式建立知识库，将收集的评估知识写入CLIPS知识库，完成了整个系统知识库的构建。用CLIPS作为推理内核在飞行器执行任务时动态管理事实库知识库，并确定了正向推理的推理方法和宽度优先搜索推理策略。根据飞行器关键动作评估树形结构的特点，设计了基于CLIPS的推理过程以及冲突消解策略，同时将模糊推理机制应用到该评估系统，提高了推理的可信度。最后对基于CLIPS的专家系统的解释机制进行了研究，并应用到评估系统中，对推理过程进行了解释。最后，用VS2010构建

7、人机接口界面，将CLIPS嵌入到VS2010中并进行软件接口技术的研究，分析了文本文件作为CLIPS和VS2010交互中介的局限性，提出了改进的交互方法，并完成了关键动作评估系统的构建。通过将以上技术应用到飞行器关键动作评估系统中，可以实现对飞行器关键动作正常与否的即时评估，推理高效精确，使工程应用可以很好地移植。同时通过该系统的构建，本人掌握了如何用CLIPS方便快捷地构建一个专家系统，对以后的工程应用有很大的帮助。关键词：专家系统，知识库，推理机，CLIPS，飞行器关键动作评估IIABSTRACTABSTRACTThisthesisisbased

8、onthesystemofkeyactionassessmentofaircraftwhichisoneof