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1、面向对象的变压器绝缘故障诊断知识库1121姚陈果,廖瑞金,程瑛颖,孙才新(11重庆大学电气工程学院,重庆400044;21重庆电力试验研究所,重庆400015)摘要:本文介绍了面向对象技术的基本理论,首次将其引入到变压器绝缘故障诊断专家系统中,并结合神经网络模糊理论等智能诊断方法和规程导则以及大量的专家经验建立了面向对象结构的变压器绝缘故障诊断知识库,提出了一种新颖的专家系统知识库的构造方式。关键词:面向对象;知识库;专家系统;人工智能;故障诊断中图分类号:TM41文献标识码:A 文章编号:100323076(2001)04200612061 引言2 传统形式知识库的构造及特
2、点大型电力变压器是电力系统中最重要和传统形式的知识库有基于规则的产生式最昂贵的设备之一,提高变压器运行维护和结构、知识的框架表示法等。人们在变压器技术管理水平,已成为保障供电可靠性的重绝缘故障诊断知识库的开发中一般采用产生要手段。近年来,结合神经网络、模糊理论和式结构,因此本文就产生式知识库的构造方专家系统等人工智能方法来诊断变压器绝缘式及特点作简要分析。[123]A.Newell和H.A.Simon在1972年研究故障有了更进一步的研究,但是在诊断知识的获取和表示方面,一般的构造方法是根人类的认知模型中最先开发了基于规则的产据现有的专家知识设计出为数众多的IF2生式系统(Pro
3、ductionSystem)。在产生式系统中,论域的知识被分成两部分:事实和规则。THEN产生式结构知识库及其相应的解释性产生式系统由三个基本部分组成:数据库、产描述。这种方法使诊断推理的效率降低,而生式规则库和控制策略。产生式规则库是规且容易出错,可维护性差,大大降低了专家系则的集合。规则是以“如果这个条件满足的统的可信度。导致这种现象的原因在于知识话,就应当采取这个操作”形式表示的语句,库的构造方式上。知识库是专家系统的核心即“IF条件,THEN结论”的结构。产生式的组件,知识库结构的好坏直接影响着专家系[4,5]IF被称为条件部分;THEN被称为操作部分。统的性能。面向对象
4、技术具有对象创建在产生式系统的执行过程中,如果一条规则方便灵活、诊断效率较高的特点,因而在许多的条件部分被满足了,那么这条规则就可以领域中得到了广泛的应用。作者首次采用面被应用,也就是说系统的控制部分可以执行向对象技术构造了变压器绝缘故障诊断知识规则的操作部分。库,并在实际应用中取得了较好的效果。收稿日期:2000211213作者简介:姚陈果(19752),男,四川籍,博士生,主攻电气设备绝缘在线监测及故障诊断技术及电工新技术在生物医学中应用的研究。2001年第4期·61·可以看出,由于电气设备的种类繁多,即统由对象(类)组成一个层次网络模型,各对使同一类设备由于电压等级、型式等
5、参数的象(类)通过消息相互联系,形成一条自然的不同都影响诊断结论,这就使得规则的数量推理链,共同合作完成对一个问题的求解任剧增,形成知识库的“瓶颈”,推理困难。而且务。设备判断指标虽然有规程作为依据,但是也312变压器绝缘故障诊断面向对象知识库存在试验合格但设备仍然出事故的情况。这构造原理种针对电气试验的产生式规则忽视了变压器变压器绝缘故障诊断需要综合机械、电故障诊断中的模糊性,难于正确判断。因此气、化学、热力学等多学科知识和丰富的运产生式知识库虽然构造简单、实施容易,但存行、维护以及检修经验等。专家们总是尽可在知识的组合爆炸、推理效率低下等难于解能测试包括常规检查项目、色谱分析
6、、电气试决的问题,已不能满足专家系统的需要。验、微水分析在内的多种项目,然后根据自己长期总结的经验和理论知识综合分析判断,3面向对象构造变压器绝缘故障诊断最终得出诊断结论以及故障部位。因此在开知识库发专家系统时需要综合多种专家知识和经311 面向对象技术的原理验,这样才能提高专家系统的诊断准确性。面向对象技术集数据抽象机制、模块化但是传统的专家系统知识库并不具备综合多程序设计和继承性为一体,创立了一种新的种诊断方法的条件,采用产生式结构的方式程序设计模式。面向对象技术与传统的程序无法避免知识库庞大、维护困难的缺陷,从本设计方法截然不同,它把数据与方法封装在质上降低了专家系统的可靠
7、性和诊断结论的一起,统一描述事物的属性和行为,每个对象可信度。因此我们必须寻求一种新的知识库都是独立的、自治的,因而从实质上突出了软构造方式。件模块化特性。对象之间的交互通过消息传在采用面向对象技术建立知识库的过程递得以实现。中,作者深入分析了变压器绝缘故障的特点面向对象技术中的对象是含有数据以及并总结如图1所示。对数据如何操作的模块,它含有传统程序语首先确定了基类———变压器类,它的数言中的数字、字符串、数组和记录等数据类据成员包含了变压器的基本属性,例如变电型,也含有对数据进
