核电系统故障诊断专家系统研究.pdf

《核电系统故障诊断专家系统研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第26卷第5期核动力工程Vol.26.No.52005年10月NuclearPowerEngineeringOct.2005文章编号0258-0926(2005)05-0523-05核电系统故障诊断专家系统研究陈志辉夏虹刘邈哈尔滨工程大学动力与核能工程学院150001摘要针对核电系统的故障特征建立了专家系统专家系统中的知识采用启发式表示知识可以表示成确定性和不确定性知识对于确定性知识采用简单的命题逻辑的推理机制对于不确定性知识引入了确定性因子kCF来表示知识的不确定性并据此建立了推理机制为了解决专家

2、系统中知识获取的瓶颈问题将Rough集理论引入到了核电系统故障诊断系统并将基于可辨识矩阵的约简算法做了改进在对属性重要性进行测度时考虑了同决策类内具有同属性值属性及属性在可辨识矩阵中出现的次数等因素用该诊断系统在仿真机上对不同的故障进行了诊断并得到了正确的结果关键词核电系统故障诊断专家系统Rough集理论确定性因子中图分类号TL36文献标识码A1引言近年来人工智能及计算机技术的飞速发展为故障诊断技术提供了新的理论基础产生了基于知识的故障诊断方法作为其中之一的故障诊断专家系统有许多成功的应用在故障诊断

3、专家系统的应用中知识的获取一直是其发展的瓶颈而粗糙集(Roughset)理论在数据挖掘方面表现出极大的发展潜力尤其是处理不确定不完整数据不精确问题的能力而且其训练得到的规则可用启发式表示启发式知识是专家系统最重要的表示方法本文将图1故障诊断专家系统的构成Rough集理论引入核电系统故障诊断专家系统Fig.1StructureofaRule-basedExpertSystem用于解决知识获取的瓶颈问题在利用Rough集理论进行约简时采用了基于可辨识矩阵的算数据库知识获取子系统解释子系统人机接法并对其做

4、了改进用该专家系统在仿真机上口推理机等部分组成为了解决知识获取的瓶分别用确定性因子及利用Rough集理论提取的规则对不同的故障进行了诊断得到了预期的结果颈问题在系统中加入了Rough集知识获取子增强了诊断的实时性系统通过该系统将知识存入知识库中图1所示系统的工作过程为系统时刻监视2核电系统故障诊断专家系统着全局数据库中的数据(如温度压力辐射剂量核电系统故障诊断专家系统模拟人类专家解等)一旦数据超出预定值根据检测到的数据调决特定问题的方法进行智能诊断该专家系统的[1]用知识库中的规则利用推理机本身的推

5、理机制构成及诊断过程如图1所示由知识库全局进行诊断并将诊断过程存储到全局数据库中诊断结果通过人机接口展现给运行人员运行人收稿日期2004-10-19修回日期2005-04-13524核动力工程Vol.26.No.5.2005员可以根据提示进行操作以排除故障还可以通设H的信任增加测度kMD为由证据E得到假设H过解释子系统查看存储在数据库中的诊断过程的不信任增加测度确定性因子是把信任和不信运行人员也可以根据诊断结果的正确与否对知任组合成单个数字的一种方式识库推理机进行修改用概率来定义信任与不信任的测度为

6、ì1如果P(H)=1ï[]3知识的表示方法kMB(H,E)=ímaxP(HE),P(H)-P(H)否则专家系统中的知识有很多种表示方法如框ïîmax[1,0]-P(H)架语义网络产生式等其中产生式规则是(2)专家系统中使用最多的知识表示方法具有如下的特点ì1如果P(H)=0ï[](1)类似人类的认知过程规则是模拟人类解kMD(H,E)=íminP(HE),P(H)-P(H)否则决问题方式的一个自然方法ïîmin[1,0]-P(H)(2)模块化特点规则使得知识容易封(3)装并不断扩充式中max[1,0

7、]总取1min[1,0]总取0这样表(3)用产生式规则表示知识格式固定示是为了体现kMB和kMD间的一种形式对称性kMB形式单一规则间相互较为独立知识库和kMD公式之间的不同之处只是把max替换为min,和推理机相互分离对知识库的修改较方反之亦然便kCF是指基于某些证据的假设的纯信度确定性因子定义在区间-1£k(H,E)£1上其中0由于核电系统的复杂性其故障信息CF表示没有证据本身可以有确定与不确定之分对于启发下面以一个例子说明不确定性知识的表示式规则可以表示确定性及不确定性知识根据专家的经验及理论

8、知识对于凝汽器满水故知识随着研究的不断深入而不断扩展产障的规则可表示为生式知识可以很容易实现知识添加的功if凝汽器水位超出正常值then凝汽器满能而且对于实时性的要求可以通过在推水(0.6)理机制中选择合适的推理方法进而减小诊if循环冷却水温升低于正常值then断的时间来实现因此在该专家系统中凝汽器满水(0.2)采用了产生式知识表示方法if真空度大大低于正常值then凝产生式规则是一种蕴涵表达式对于确汽器满水(0.2)定性知识表示形式如下if抽气口抽出的空气与循环冷却