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原文传递汽车综合性能检测线实时故障诊断专家系统

论文题名：	汽车综合性能检测线实时故障诊断专家系统
关键词：	汽车检测;性能检测;实时故障诊断;专家系统
摘要：	随着现代交通事业的发展，汽车保有量的迅速增加，车辆交通安全、环境保护、节能减排已经成为人们十分关注的重大问题。汽车综合性能检测是各级交通运输部门实施车辆管理的重要内容。汽车检测是指确定汽车技术状况或工作能力的检查。车辆经过长期使用，其技术状况逐渐变坏，出现经济性变差、动力性下降及可靠性降低等不良现象。如果按照一定周期有规律地检验车辆技术状况，并采取相应的维修措施，则可延长汽车的使用寿命，提高汽车的技术性能、完善安全机构，对预防交通事故，减少环境污染，保护人们生命财产安全，增进人们身体健康都具有重要意义。汽车检测系统是个庞大而复杂的机电一体化系统，检测过程中往往不能停机调修，系统一旦发生故障又会引起检测数据的改变而使之失去准确性和公证性。因而要求系统必须具有高的可靠性，如果系统发生故障也须在短时间内使其恢复正常。汽车检测线能够同时允许5台车在线检测，平均每3～4分钟检测1台车，每天要检测100多辆车。这样高速运转的检测线，任何一台检测设备发生故障，都会造成本工位的检测项目停检，甚至整条检测线停止运行。目前国内汽车检测线中普遍存在的首要问题就是可靠性低，而针对汽车检测线系统的故障诊断系统，无论是在理论上还是在实际应用中，均存在着许多迫切需要解决的问题。本文针对此问题提出了汽车检测线的故障诊断方案，建立了故障诊断专家系统，对检测设备进行在线诊断，以求把因故障造成的损失减到最小，同时，也是对故障诊断方法的更进一步的研究。本文主要探讨了专家系统方法与故障诊断技术结合来构造智能故障诊断系统。该故障诊断系统是一种集机械、电子、计算机于一体的新型高效系统。其系列产品还可以广泛应用于航天、电力、矿业、冶金、化工等行业中，尤其适合于高速运转、大型复杂的控制系统中，它可以显著的提高控制系统的可靠性和运转效率，降低了设备的维修费用。它将在国民经济中发挥越来越重要的作用，并产生巨大的经济效益。在本论文中，采用了最优的可靠性分析方法对检测线设备进行了故障分析与全面设计，使该故障诊断系统的建立不仅保持了其技术的先进性，而且提高了其设计质量；另外，基于Windows操作系统、用Visual C++开发的故障诊断系统具有很好的智能性，使设备维护人员能快速找出故障、排除故障，缩短了维修时间。专家系统的运用提高了该系统的竞争力，为其处于国内领先地位打下了坚实的基础。减少故障(或提高可靠性)的途径一方面是要不断提高检测设备的质量，另一方面还要不断监测设备的运行状态，预测发展趋势。故障原因识别是故障诊断的关键，通过建立故障监控，在线采集设备的运行参数，分析其与故障征兆之间的关系，为诊断知识库提供诊断所需数据是基础性工作。要精确地建立本测控系统的数学模型是很困难的，本文基于故障树建立了测控系统设备的故障过程模型。这种故障树图形化的方法清楚易懂，使人们对所描述的事件之间的逻辑关系一目了然，而且便于对多种事件之间复杂的逻辑关系进行深入的定性、定量分析。同时，对故障诊断方案的确立奠定了基础。另外，本故障诊断系统对其它重要电路设备的故障搜寻具有通用性，只要能建立正确的故障树，就可对其进行准确的故障诊断。产生式规则具有简洁、无二义性特点，特别是它符合人的主观感受。以面向对象的观点分析，把规则看作是一类对象，使它们具有统一的表示形式。推理机通过对设备的状态的监控，对知识规则的调用，根据一定的搜索策略对故障树进行搜索，得出结论，并对诊断结果进行学习。测控系统的检测设备的故障表现形式十分复杂，难以用一个简单的数学模型来表达，需要人类专家的经验知识才能解决，而表达和处理这种启发性的经验知识正是专家系统的特长，本文针对检测线的这些特点，通过对故障的分析，结合领域专家知识，基于产生式规则建立了检测线设备的故障诊断专家系统，从数据库提取诊断故障所需的知识，采用面向对象的表示方法，通过正向推理机制进行故障推理，实现了故障的在线诊断与维修。关于故障诊断专家系统的设计目前已有许多理论和方法，本文从应用的角度出发，通过用面向对象的程序设计语言Visual C++进行专家系统的设计，将数据库技术、面向对象方法和推理机有机地结合在一起，建立基于产生式规则的汽车检测线的故障诊断专家系统。经理论分析，完全能满足诊断的需求。因为知识的获取以及知识库的建立工作不是一次性完成的，合理的知识库组织和管理系统是今后完善诊断知识的基础。通过在实践中不断积累经验，不断地完善已有的知识体系，最终提高诊断系统的智能化水平。专家系统是一种基于知识的信息处理系统，类似于人类的逻辑思维；由于采用模块化的结构，可方便地推广于不同的诊断对象。综合利用现有故障诊断方法，使之有效地与专家系统相结合，研制成高效而具有自我完善功能的汽车检测线故障诊断系统，是一个很有实际用途的发展方向。
作者：	薛伟
专业：	控制工程
导师：	周风余
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文