装载机液压系统故障诊断专家系统研究

论文摘要

工程机械是国民经济建设中的重要设备。装载机是一种作业效率高、用途广泛的工程机械。开展装载机液压系统故障诊断专家系统研究,有利于及时排除故障和安全隐患,充分发挥装载机的最大效能,避免不必要的损失,对确保工程质量、加快工程进度、提高经济效益有着十分重要的现实意义。本文结合广西教育厅立项项目,在分析液压系统故障诊断技术发展状况的基础上,研究了装载机液压系统故障诊断专家系统（LHSFDES）的实现技术,主要研究内容如下:首先,分析了专家系统的基本功能、特征、一般结构和工作原理,并探讨了设计专家系统的一般原则、建造步骤及系统评价,为装载机液压系统故障诊断专家系统的建立奠定了基础。其次,建立了LHSFDES的知识库。通过分析装载机液压系统故障的特点,选取自然语言作为案例知识库的知识表示形式,选用“规则+故障树”作为规则知识库的知识表示,并以数据表的形式存储于数据库中,完成知识库的知识表示。在故障树层次模型的基础上,采用人工分层获取方式获得浅层性知识;在构建故障决策表的基础上,利用差别矩阵属性约简算法和启发式值约简算法实施知识获取的约简,并通过对规则的检测与求精获得深层性规则知识。再次,构造了LHSFDES的推理机。根据用户输入的故障现象描述,采用案例推理与不确定性推理相结合的混合推理方法,选用正向推理与反向推理相结合的控制策略,实现故障诊断的推理。最后,设计了LHSFDES的总体结构及各模块结构,研究了各功能模块的实现技术和方法,以VC++ 6.0与SQL Server 2000为软件平台实现各模块的功能设计。通过直观、友好的人机交互界面,显示了专家系统在装载机液压系统中进行故障诊断的可行性及有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景、目的和意义
• 1.2 液压系统故障诊断技术研究
• 1.2.1 液压故障的主观诊断法
• 1.2.2 基于数学模型的故障诊断
• 1.2.3 基于人工智能（AI）的故障诊断
• 1.3 液压系统故障诊断专家系统发展现状
• 1.3.1 专家系统发展历程
• 1.3.2 液压系统故障诊断专家系统发展现状
• 1.4 LHSFDES总体结构设计及本文主要研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 LHSFDES总体结构设计
• 1.4.3 本文主要研究内容
• 第二章 专家系统理论研究
• 2.1 专家系统概述
• 2.1.1 专家系统概念
• 2.1.2 专家系统基本功能
• 2.2 专家系统的特征与分类
• 2.2.1 专家系统的特征
• 2.2.2 专家系统的分类
• 2.3 专家系统的结构和工作原理
• 2.3.1 专家系统的一般结构
• 2.3.2 专家系统的工作原理
• 2.4 专家系统的建造步骤和系统评价
• 2.4.1 设计专家系统的一般原则
• 2.4.2 专家系统的建造步骤
• 2.4.3 系统评价
• 2.5 小结
• 第三章 基于粗糙集的LHSFDES知识获取研究
• 3.1 粗糙集基本概念
• 3.1.1 知识表达系统
• 3.1.2 不可分辨关系
• 3.1.3 上下近似、边界和正域
• 3.1.4 约简与核
• 3.2 粗糙集故障诊断知识获取模型
• 3.3 装载机液压系统故障诊断知识获取
• 3.3.1 诊断问题的决策表描述
• 3.3.2 差别矩阵的属性约简算法
• 3.3.3 启发式值约简算法
• 3.3.4 规则检测与求精
• 3.4 实例分析
• 3.5 小结
• 第四章 LHSFDES的知识库系统及推理机实现
• 4.1 装载机液压系统概述
• 4.2 装载机液压系统故障特点
• 4.3 LHSFDES知识库设计
• 4.3.1 装载机液压系统故障知识的特点
• 4.3.2 故障知识表示
• 4.3.3 故障知识获取
• 4.3.4 知识库管理
• 4.4 装载机液压系统故障诊断推理机
• 4.4.1 推理控制策略
• 4.4.2 LHSFDES推理方法
• 4.5 小结
• 第五章 LHSFDES的软件实现
• 5.1 系统开发工具和运行环境
• 5.2 系统模块功能设计
• 5.2.1 系统各功能模块设计
• 5.2.2 系统流程设计
• 5.3 系统各模块软件设计及相关运行界面
• 5.3.1 系统登陆设置
• 5.3.2 采用ADO访问数据库
• 5.3.3 知识库的管理与维护
• 5.3.4 诊断推理机
• 5.3.5 帮助模块
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士期间主要研究成果