基于概率论和模糊数学的汽车故障诊断模型.pdf

《基于概率论和模糊数学的汽车故障诊断模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第21卷第2期湖南文理学院学报（自然科学版）Vol.21No.22009年6月JournalofHunanUniversityofArtsandScience(NaturalScienceEdition)Jun.2009doi:10.3969/j.issn.1672-6146.2009.02.005基于概率论和模糊数学的汽车故障诊断模型周志英(长沙学院信息与计算科学系,湖南长沙,410003)摘要：将模糊数学、概率推理和节约覆盖集理论引入到汽1.1隶属函数[1]车故障诊断中，建立了一个新的汽车故障综

2、合诊断模型.模定义1设A∈ρ()U，U是论域，ρ()U为U的糊隶属函数利用各专家的语义强度和经验，建立汽车故障性所有子集组成的集合，具有如下性质的映射质与故障征兆之间的因果强度关系，再将概率统计和模糊数⎧1,x∈A,χ:{U→0,1}，x6χ()x=⎨AA学相结合，利用节约覆盖集的理论重新筛选故障征兆集，重⎩0,x∉A,构相对似然函数.形成的模型能最大限度融入专家的知识，χ()x称为集合A的特征函数.A充分考虑了汽车的历史检修记录，使诊断结论更准确、可信.由定义1可知，集合A由特征函数χ()x唯一A

3、关键词：模糊数学；概率推理；汽车故障诊断；节约覆盖；确定，即x∈A和x∉A2种情况只有一个成立，其故障征兆界限分明，毫不含糊.而模糊数学的分界却是含糊中图分类号：O159文献标识码：A不清的，为了刻画模糊现象，将离散的0、1两点扩文章编号：1672-6146(2009)02-0012-03充为[0,1]，这样，普通集合的特征函数扩展为模糊集的隶属函数.[1]定义2设U是论域，称映射μ:[U→0,1]，Ax6μ()[0,1]x∈确定了一个U上的模糊子集A.随着近年国内汽车市场高速的发展、汽车消费A

4、映射μ称为A的隶属函数，μ()x称为x对A的隶群体的扩大、汽车保有量迅速增加和高科技技术在AA汽车上的应用，使得汽车故障诊断越来越复杂、判属程度.使μ()0.5x=的点x称为A的过渡点，此A断故障点的难度也越来越大.时该点最具模糊性.汽车故障种类繁多，原因复杂，反映在故障征1.2模糊隶属度函数的引入兆(表象)与原因上，同一故障征兆可能是多种原因以论域元素为横轴，隶属度为纵轴，建立坐标所引起的，而同一故障原因往往产生多种故障征兆，系连接每个点，并利用图形刻画论域元素与隶属度这就构成了故障

5、征兆与故障原因间复杂的隶属关系.之间的关系.为描述语言强弱的程度，赋予如下的在汽车故障诊断中存在着大量的不确定国素，并表叙述值：完全无关(CI)，根本无关(UI)，无关(I)，基现为随机性和模糊性.随机性主要反映客观上的不本无关(BI)，不明(UK)，相关性弱(ID)，相关(D)，确定性，它是由于故障因果关系的不确定性造成的，相关性强(VD)，完全相关(CD).见图1，对于这些常用统计方法加以研究；模糊性主要表现在边界的语言真值赋予其隶属函数为亦此亦彼性.在汽车故障诊断中，由于这二种不确1,X=02

6、μ()X=,μ()(1),XX=−X∈(0,1],定现象的同时存在，因此单纯用概率统计或者单纯CI{0,X∈(0,1]UI用模糊数学的方法都不能全面而准确地描述故障的μ()1,XX=−X∈[0,1],μ()1,XX=−X∈(0,1],IBI诊断特性：本文将二者结台起来，建立汽车综合诊μ()0.5,XX=∈[0,1],μ()XX=∈,X(0,1],断的专家系统模型.为汽车维修人员提供一种辅助UKID2μ()XX=∈,X[0,1],μ()XXX=∈,(0,1],决策思想和可行的方法.DVD⎧1,X=1;

7、[2]1模糊数学基础与引入μCD()X=⎨⎩0,X∈[0,1).解决模糊问题的有效方法是采取L.A.Zadeh根据各隶属函数的分布情况可推出简便有效的提出的模糊数学理论.模糊数学理论采用较简明的数值空间为：CI→0，UI→(0,0.275)，I→方法，对复杂系统做出合乎实际的处理.(0.275,0.385)，BI→(0.385,0.5)，UK→0.5，ID→第2期周志英基于概率论和模糊数学的汽车故障诊断模型13(0.5,0.615)，D→(0.615,0.725)，VD→(0.725,1)，在节约覆

8、盖集理论中，对于诊断问题解定义如CD→1.利用各专家的语义强度和经验，建立故障定义4.[3]+原因与故障征兆之间的完全因果强度关系.基于模定义4对任何诊断问题P，ED⊆是M的+糊数学的模糊性和专家经验的不确定性考虑，删除一个解.如果E是M的节约覆盖集，即满足条件：+了“完全无关”、“根本无关”的联系，谨慎保留“无①E是M的覆盖集；②E的选取满足节约原则.关”、“基本无关”的联系，建立故障原因与故障征兆其中节约原则包括最小模原则、非冗余原则和有关+之间的简化因果强度关系