液压挖掘机故障诊断专家系统研究.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 制造业信总化 仿■ ， 毽旗 I C AD I C AMI C AE I C AP P 制 、 繁多 的控 制信号和庞大 的逻辑关 系网 ， 其 知识库 的 建立将是一 件繁重 和困难 的任务 ，系统知识 的完善性 、 准确性 ， 直接影响到系统诊断结果 的可靠度。 为此 ， 必须 充分调研 以往 施工经验 ， 针对 现有挖掘设备 资料 ， 熟悉 工程施工机理 ， 进行各子系统的分析 、 研究。 尽管有 多种 因素制约着 专家系统 的性能 ， 然而真正起决定作用 的是 系统拥有的知识 ， 知识表示水平的高低对本专家 系统起 着举足轻重 的作用 。 知识库的建立必须兼顾 以下 3大方 面 1 液压挖掘机是由多种机械、 液压、 电气设备组成 ， 其故障诊断知识的描述形式大大不同 ， 即使对于同是 线 圈故障的设备 ， 电机励磁线 圈和 电磁 阀线圈的故障表现 任务管理模块F 一 自势l实时l j交互I I诊断j l结果l 一 图 1 故障诊断系统结构图 形 式 也 会 不 同 ； 2 挖 掘机 故 障 发生 具有 一定 的 随机 性 ，而 随机 故 障很难 通过 理 论 分 析 完 全 掌 握。 3 随着系统 的多工 程推 广应 用 ， 不 断添加 、 完 善原有 知识 ， 实现专家系统经验的积累。见 图 1 故 障诊 断系统结构图。 知识是专家系统 的核心与关键 ，是解决问题的出发 点。知识信息的获取是解决专家系统拥有知识 的数量和 质量问题 ，它直接影响着专家系统的问题求解水平和求 解效率 。专家知识获取过程就是将专业知识从知识源到 知识库 的转移过程 。首先将专家知识输入专家系统知识 库 中，再通过信号检测系统实时对系统的工作情况进行 动态测控 ，使机器学习从处理问题 中获取知识 、积 累知 识 。见图 2知识获取流程图。 其 中重点是获取维修工程师 的维修经验知识 ， 这也 是该阶段最重要且最困难的工作。 诊断知识要在大范围 领域知识和大量案例分析 的基础上对系统进行测试 ， 判 断规则之间是否独立和有无矛盾， 规则是否完备， 结论 是否正确 ， 故障处理是 否符合实 际等 。专家系统就要对 此进行必要 的修改 ， 然后重新进行测试 。在测试实验模 拟 测试 后 ， 还需要 接受现场 的测试 ， 使 系统可靠性 得到 提高 。 挖掘机 作 为一个 复杂 系统 ， 其故 障诊 断 问题需 要 5 8 机械工程师 2 0 1 1 年第8 期 使用 多种 深度 的领域 知 识 ， 特别 是 经验 知识 、 因果 知 识 以及 静态 的结 构 知识 、 行 为 知识 和功 能知 识 ， 但 是 很难 使 用第 一定 律 知识 ，因此 很难 得 到一 个 统一 的 基 于第 一定 律 知识 的模 型 ， 无 论是 功 能模 型 、 结构 模 型 、 因果模 型还 是行 为模 型 。而 且 ， 知 识 的组 织模 型 是 同推 理策 略密 切 相关 的 ，二 者相 互 依存 ，相互 制 约 ， 那 么 相对 于故 障分 析 树 的层 次 组织 模 型 ， 为 了减 少诊 断 问题 的复杂 性 ，所选 推 理策 略应 能支 持 层次 诊 断 。另外 由于一 些设 备信息 的不完 全 ， 所 以造 成 了 一 些 诊 断规 则 的不 确定 性 ，所 以系统 的推 理 策 略应 支持 不确 定性 推理 。 从挖掘机故障诊断系统的任务来讲 ，主要包括两个 方面 设备运行 的工况监测和设备状态异常时的故障诊 断。 工况监测主要利用实时数据来完成 ， 要求保证一定的 实时性 ， 而且其作用是专断性质的， 所以比较适用于正向 推理 。 而设备的故 障诊断的作用是建议性质的， 其诊断过 程是一个合情推理的过程 ，所以其控制策略是基 于 “ 假 设一 测试” 的正反向混合推理。 综合来看 ，挖掘机故 障诊断专家系统所采取的是一 个基于规则的交互式诊断模式 ，具有友好的交互式人机 界面和完备的知识库 ，可用于对发生的故障现象和原因 以及部位进行分析判断。 5 结语 故障诊断系统根据所获取 的相关信息资料 ， 模拟专 家思路 ， 通过对用户 的递推 咨询 ， 得 出最优化 的诊 断结 果 。通过对 液压挖掘机故障发生机理 的深入研究 ， 通过 工程 实践 大量收集设备故障发 生的原 因部位 以及处理 的经验 ， 结合专家系统进行挖掘机液压 系统故 障的智 能 诊断 ， 设计系统 的总体诊 断方案 。 结合 目前施工现状 ， 科 学 、 合理地建立一套操作便捷 、 实用性强的软件系统， 使 专 家的知识在不受时 间和空 间限制下更广 泛地为工程 施工服务 ， 同时通过认 真深入地总结工程施工 中的有关 专业 知识和经验 ， 促进 该领 域学科的发展 ， 提高现代化 生产能力。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 张晓丹， 赵海 ， 王刚， 魏守智 ， 基于信息融合的故障诊断模糊专 家 系统 的应用 [ J 1 _吉林大学学报 ， 2 0 0 4， 3 4 1 1 4 1 1 4 5 ． [ 2 ] 沈滨 ， 焦 自平 ， 刘 云秋 ， 基 于模糊 和规则结合 的舰炮 故障诊断专 家系统[ J ] ．常} I1 3 2 业大学学报， 2 0 0 3 ， 3 3 2 5 0 5 3 ． [ 3 ] 郭震， 基于神经网络的专家系统实现研究[ J ] ．水利科技 与 经济 ， 2 0 0 3 ， 9 4 2 9 4 2 9 6 ． [ 4 ] 郭淑霞， 高颖， 一个电气随动系统故障诊断的专家系统方法[ J ] ． 振动 、 测试与诊 断， 2 0 0 3 ， 2 3 1 4 4 4 7 ． [ 5 ] 于同敏， 刘铁 山， 基于智能对象的知识处理方法在专家系统中 的应用研究[ J ] 计算机工程与应用， 2 0 0 3 ， 3 2 1 0 8 1 1 0 ． 编 辑 立明 作者简介 殷建 1 9 7 4 _ ， 男， 讲师， X ．- 学硕士， 主要方向故障检测与诊断。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 4 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m