基于本体旋转机械故障知识本体建模研究

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1、基于本体的旋转机械故障诊断知识本体建模研究计算机科学与工程学院报告人：狄雪兰导师：张会福陈安华主要内容4概述123旋转机械故障领域知识概念模型旋转机械故障领域知识本体构建旋转机械故障知识本体的进化和推理结论与展望51概述1.1课题来源国家自然科学基金项目：基于知识网格的机械故障智能诊断系统的原理与方法研究，项目编号：50775070湖南省教育厅项目：机械故障智能诊断系统知识共享的知识网格关键技术研究，项目编号：10K023湖南科技大学研究生创新基金项目：基于ARM7的手持旋转机械故障诊断仪开发，项目编号：S0901151概述1.2研究的背景和意

2、义旋转机械故障诊断机械故障诊断：系统在一定工作环境下查明导致系统某种功能失调的原因或性质，判断劣化状态发生的部位或部件，预测状态劣化的发展趋势等，并采取有效措施消除和避免机械故障造成的不利影响，它是机械故障状态检测、机械故障模式识别及机械故障程度预测的总称。旋转机械是机械设备的一种，它是指带有转子—轴承的一种机械设备。故障知识的表达作为故障诊断专家系统的核心之一，是提高故障诊断准确性的前提。旋转机械故障知识表示存在的问题对领域中的问题、术语及其相互关系的描述通用性不强对复杂故障概念及其关系上的推理能力和灵活性不足单一的知识表示方法在知识获取和系

3、统维护方面比较简单易行，但是在故障知识表达的过程中往往会出现遗漏两种或两种以上知识表达方法建立相对比较容易，但是又会增加知识获取的难度1概述1.2研究的背景和意义本体知识表示理论本体：一个本体是概念明确的、形式化的规范说明本体论最早应用于哲学领域，是对要描述事物的本质的抽象，它强调的是实体间的关联，并通过多种知识表示元素将这些关联表达和反映出来。本体建模是一种有效表现概念层次结构和语义的模型知识表示方法，基于本体的知识表示能清晰地表达领域知识的层次结构和语义关系本体知识表示使得旋转机械故障领域知识表示更加全面、深入，也更加丰富化，同时也能完整表

4、示具有描述逻辑的知识库本体知识表示满足旋转机械故障知识语义方面需要，方便旋转机械故障知识模型间的语义级信息共享1概述1.3相关研究的国内外现状本体理论的应用研究现状企业本体项目，虚拟企业项目，ITTALKS系统、盘古常识知识库，基于本体的需求获取等等旋转机械故障诊断的知识表示方法研究现状面向对象知识表示、产生式规则知识表示、神经网络知识表示、框架知识表示、以及将两种或两种以上方法结合等2旋转机械故障领域知识体系模型2.1旋转机械故障领域知识语义关系模型（转子质量偏心故障）2旋转机械故障领域知识体系模型2.2旋转机械故障领域知识网状关系模型旋转机

5、械故障知识相关定义定义2.1：旋转机械故障知识分别用故障知识类的首字母来描述基于旋转机械故障知识的复杂性，有如下定义：定义2.2：旋转机械故障类型、振动特征、敏感参数三者之间可以用一个三元组来表示。其中，基于旋转机械故障的多源性，本文做出了如下定义：定义2.3：旋转机械故障类型、故障原因、治理措施三者之间可以用一个三元组来描述。其中，2旋转机械故障领域知识体系模型由定义2.2得到旋转机械故障类型、振动特征、敏感参数三者之间的网状关系模型2旋转机械故障领域知识体系模型由定义2.3，可以得到旋转机械故障类型、故障原因、治理措施三者之间的网状关系模型

6、2旋转机械故障领域知识体系模型旋转机械故障领域知识推理假设假设2.1：不同的旋转机械故障类型，它的故障征兆不完全相同，即不同的旋转机械故障类型，它们的故障征兆在某些方面可能有相同的量。假设2.2：两种故障征兆的各对应量如果有80%及以上的量是相同的，那么就规定这两种故障征兆引起同一故障类型。假设2.3：不同的旋转机械故障类型可以有完全相同的敏感参数。即由假设3.3可知，如果只知道敏感参数，不能准确地判定与该敏感参数对应的故障类型。2旋转机械故障领域知识体系模型2.3旋转机械故障领域知识类关系模型3旋转机械故障领域知识本体构建3.1本体构建原则和

7、流程本体构建原则清晰性和客观性(Clarity)一致性(Coherence)最大单调可扩展性(Extendibility)编码偏差程度小(MinimalEcodingBias)本体约定最小(MinimalOntologicalCommitment)3旋转机械故障领域知识本体构建本体构建流程3旋转机械故障领域知识本体构建3.2旋转机械故障领域知识本体的设计旋转机械故障领域知识本体中的相关定义定义3.1：一个旋转机械故障领域本体是一个四元组。其中(1)C是旋转机械故障知识本体中的类集，每个类是由概念集合和属性集合组成；(2)I是本体的实例集；(3)

8、R是类集C上的关系集合，类的继承关系is-a是最常见的类间关系；(4)公理集合A是关于类内属性、关系以及类间关系的严格约束。定义3.2：任意两个类C1