基于模糊推理的故障诊断专家知识库设计

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1、第30卷第2期2013年4月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyaIlgAerospaceUIliVers埘V01．30No．2Apr．2013文章编号：2095—1248(2013)02—0054—06基于模糊推理的故障诊断专家知识库设计李忠海1，刘颖2，杨燕1(1．沈阳航空航天大学自动化学院，沈阳110136；2．辽宁省交通高等专科学校，沈阳11叭22)摘要：提出模糊知识的表示方式，并以模糊知识建立故障诊断专家知识库。设计了基于模糊推理的规则竞争的消除策略，诊断出故障原因和与之匹配的动作代码，保留推理轨迹，实时更新知识库，用于在线故障诊断和自主学习。关键词：故障诊断；专家系统；模

2、糊知识库；模糊推理中图分类号：Ⅱ，277；V241．07文献标志码：Adoi：10．3969以issn．2095—1248．2013．02．013DesignofanexpertknowledgesystemforthefallltdiagnosisbasedonthefhzzyiIl】ferenceUZhong—hai，YANGYaIl(1．schoolofAutomation，Sheny蛐gAemspaceuIliVers时，shenyaIlg110136；2．LiaoningPmvincialCollegeofCommuIlication，ShenyaIlg110122)Abstract

3、：Tllispaperpresentsthebuildingofmeexpertknowledgesystemforfaultdiagnosisbasedonfuzzyinfbrence．Usingtllee蛳nations觚tegyformemles’competitionbasedonfuzzyinference，mefaultdiagnosissystemwimmecausesalldmeircorrespondingactioncodeaIldtlleoriginalreasoningpamsintlleprocess，andthereal-timeupdatedknowledgewi

4、llbehelpfulfbron—hnefjlultdiagnosisandself．1eaming．Keywords：faultdiagnosis；expertsystem；fuzzyl(Ilowledgebase；fuzzyinference故障诊断的方法有很多种，随着设备日益精密复杂且庞大，一种故障的出现可能不止是一种原因引起的，故障诊断变的越来越困难。专家系统的发展在很大程度上解决这种复杂的问题。它是一种起源于人工智能的计算机程序系统，通常采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟只有该领域专家才能解决的复杂问题。专家知识库和推理机的设计是专家知识库的核心组成部分，推理机是模拟专家解

5、决问题的思维方式，知识库通过推理机实现其价值。专家系统在国外已经应用广泛，SelcukCebi等利用构造系统参数以及故障原因和动作代码的对应关系提取规则，根据规则诊断出故障原因，得到行动代码。将该专家系统作为船舶机械的辅助维修系统，取得了良好的实践效果¨1。V．CastellaIlos，A．A1bite等在研究针对岸上石油管道的故障诊断的专家系统时，通过采用人工神经网络对提取的知识数据特征训练，然后推理。采用这种方法设计的故障分析专家系统(R垣s)在分析查找石油管道故障的实际应用中获得了良好的经济效益心j。weiIIlingLiao和Keiit的uNogaIIli采用模糊逻辑推理研究风景质量评

6、价专家系统，搜集、分类森林的物理特征结果后通过模糊推理的专家系统使得景区质量评价更加直观和便于理解"J。在我国的尖端科技工业中，航空航天和核反应等最先应用了故障诊断技术，近几年来，它也不断地被应用在其他的研究领域，肖志怀等通过对神经网络结构及其学习算法的研究，将模糊系统和神经网络模型融人故障收稿日期：2013一12—24基金项目：航空科学基金(项目编号：2010殂)54012)作者简介：李忠海(1962一)，男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：无人机自主着陆与目标视觉跟踪、飞行器故障检测与诊断等，E—mail：275010191@qq．com。第2期李忠海，等：基于模糊推理的故障诊断专家知识库

7、设计55诊断的专家系统中，并通过生产实践验证了该方法的有效性和可行性HJ。但是，之前的这些设计大多适用于某种特定的设备，通用性不强，不能达到实时数据的传输和知识库的更新自学习要求∞胡]。本文根据影响故障的参数，提出将参数区间分出不同的等级，设定不同的等级对故障影响的权重和可信度，建立不同的等级对故障原因影响的关系矩阵以及故障原因和动作代码之间的关系矩阵的专家知识库。设计了基于模糊推理的规则竞争的消