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1、第卷第期哈尔滨工业大学学报!∀#∃∃%∀∃#&&年#月∋()∗%+,(−.+∗/0%0%1202)23(−234.%(,(56∃#&&789红外目标:背景仿真装置故障诊断专家系统宋成君马萍张为平许海谦;仿真中心<;黑龙江省农业银行》‘’是一个复杂的机电设备∃摘要红外目标:背景仿真装置其电气控制系统的维护又是一项十分困难的任务∃开发设计了荃于数字仿真、模型组态、多媒休等技术的故障诊断专家系统,对其电气控制系统进行侧试与维护,取得了良好的效果∃关锐词故障诊断=专家系统=仿真=组态=多媒体中国圈书资料分类号,>功#(引言一个
2、复杂的电气系统在设计、调试完成之后,剩余的主要问题是使用过程中的维护,如何保证用户的利益,工程师应考虑为自己设计的电气系统配备一套软件维护环境,即故障诊断专家系统#∃传统的方法是用户借助于由工程师编写的用户手册进行,其缺点是维护效率低,同时维护人员必需经过一定的专业训练,增大了用户使用难度,为解决这一问题,本文设计了基于数字仿真、模型组态及多媒体技术的专家系统,并在红外目标:背景仿真装置中得到应用。?≅故障诊断专家系统设计故障诊断专家系统的结构如图Α所示。断报告基本算法库;原件库<际=Β匹=匹卿黝#∀∃Φ用户逻辑推理系统Β遍耐子
3、系统Α电路板电器元件Α「巫回子系统路板电器元件路。库图形系扁日么Γ系统子系统亡路板Χ电器元件Δ丛卿匡图Α故障诊断专家系统的结构图>Ε子系统路板电器元件−ΗΙ∃#1ϑΚΛ8ϑΛΚ8ΜΝΝΟΛΑϑΕΠΗΟΙ>ΜΕΗΕ8ΘΡ8ΚϑΕΣΕϑ8Τ每个电器元件可被描述为多端输人及多端输出结点;见图<ΥΥ该结点的电器特性可用一个数学函数来定义,,,,,,卜Ω∀∃∀Μ二!ΜΗΠ−;ςΗς#⋯ςΗςς⋯ς<ΞΥ#一一收稿日期惭∀Ψ∀Β,Υ联系人宋成君蒯教授:仿真中心∃&∃哈尔滨工业大学学报第卷对每种电器元件都作类似处理,从而得到
4、一组Υ定义电器元件的数学函数,,,ΖΜΗΠ−、,ς∀#⋯<⋯⋯;ςΗ⋯ΞΒΖΜΗΠ−[;ςΗΔ,⋯,ςΜΔ,⋯<Ξ··⋯’ΒΖΜΗΠ−Δ;ςΗΔ,⋯,ςΜΔ,⋯<Ξ⋯”‘Β图结点结构图−ΗΙ∃1ϑΚ)8ϑΛΚ8ΜΝ>ΜΠ8ΖΜ>>,,>,ΗΠ−;ςΗ⋯ςΜ⋯<Ξ⋯⋯Β基本函数库由上述函数构成。∃#∃电路原理图库∃]电十路原理图库中存贮用户设计的全部电路原理图,每张原理图都由用户在图形编辑系统,下输人Υ用一个电路实现函数−;Θ<∴例如ΩΟΘ。,。,,。,扩]⊥]的计算其中⊥是系数则利用加法器及乘法器设计成如下电路;见图_<∃,
5、图同时电路原理图库中还要存贮电路板之间的_电路原理图。接线图−ΗΙ∃_1ϑΚΛ9ϑΛΚ8ΜΝ8ΗΚ4ΛΗϑ,_图形翻译系统对#∃中的电路原理图库中的内容进行扫描,生成一个与之等价的数学模型,该模型以∃函数流调用的形式存贮于模型库中Υ图_的电路原理图可被翻译成如下形式函数调用例如Υ流程,,Κ,2ςΘς,=⎯);ςΘ<Θ,,,2ςς⊥ςΚ[<=⎯);,,,2;ςΚϑςΘςΚ_=⎯)<Κ,,+77ς[ςΚ_ςΚΥ;刁Κ,,+>7ςας8ς∀Υ;这一等价的数学模型为模型仿真系统提供了技术基础。#∃α模型库存贮与电路原理图等价的数学模型,
6、负责分配模型执行时所需要的额外内存空间,例=,Υ上述函数调用流程中的工ϑ如作变量Κβ,ΚΕ,ΚαΜ,1电路印刷板图库工程师完成电路原理图的设计之后,即可制作印刷电路板,板图经扫描仪输人后以文件形式存贮于电路印刷板图库中,当故障诊断开始时,仿真结果测试平台将依据此图引导用户对实物进行逐级测试,并与数字仿真的结果进行比较,实现对故障的定位。,管脚定位系统在电路原理图与电路印刷板图建立映射,确定原理图上信号结点与电路印刷板图上芯片,引导用户对故障诊断仿真过程的跟踪。管脚间的位置联系第期宋成君等Υ红外目标:背景仿真装置故障诊断专家系统·&
7、&·,Ψ模型仿真系统对模型库中的数学模型进行数字仿真,保存仿真结果,提供给仿真结果测试平台,以便对故障位置进行预测分析。,1图形编辑系统该系统以交互方式供工程师输入电气原理图,输人过程中系统以菜单形式显示可选电气元件的标准符号,以便工程师选用来构造及描述电气系统∃#∃&仿真结果测试平台仿真结果测试平台提供两个窗口,其一为模拟示波器显示窗口,其二为电路板图显示窗门,当获得了模型仿真系统的仿真结果后,仿真结构测试平台将在模拟示波器显示窗口中按照一定的优先次序显示出印刷电路板图上某点的信号波型,此时,用户模仿这一动作,用示波叹测量实物一
8、号的波型,经过比较回答对话窗,对应管脚信口的问题从而有效的动态跟踪实物的工作情况,。实现对故障的定位#∃#∀逻辑推理系统,,,丁」断用户回答得到本次诊断结论按照一定的优先次序选择下一个诊断点通知仿真结,继续进行下一步的诊断测试。果测试平台,Α故障诊
