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重庆大学
硕士学位论文
基于故障树分析法的故障诊断专家系统的设计
姓名:唐亮
申请学位级别:硕士
专业:计算机技术
指导教师:朱庆生;张廷银
20051001
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
故障诊断是复杂电子信息系统可靠性工程的重要组成部分。故障诊断需要大
量专家的专业知识和工程技术人员的专业经验,所以,通常采用构建专家系统来
进行。故障分离有多种方法,其中故障树分析(FTA)法是较为简捷有效的方法。
本论文通过分析专家系统、故障诊断、故障树分析的理论原理,确定了某型作战
指挥系统故障诊断专家系统的设计思路,并给出了软件设计方案。
专家系统是一种基于特定领域内大量知识与经验的智能程序系统,应用人工
智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程解决领域内的各种问题,是人工智能
的一个重要分支。专家系统知识库中存储的知识是一些能够在专家水平上进行问
题求解的专门知识,这就决定了专家系统一般以求解那些需要人类专家才能求解
的高难度问题或称不良结构问题为目的。专家系统包括以下三个方面的含义:⑴
专家系统是一种利用专家知识和经验进行推理的智能程序系统;⑵专家系统内部
必须包含有大量的专家水平的领域知识和经验,并且能够在运行过程中不断地增
加新知识和修改原有知识;⑶专家系统所要解决的问题一般是那些本来需要领域
专家才能解决的问题。
故障诊断专家系统是根据输入的信息推出相应的对象存在的故障、找出产生
故障的原因并给出排除故障的方案。该学科所研究的内容就是基于知识的诊断问
题的求解过程中所涉及到的主要理论问题,包括概念体系、诊断知识处理与应用、
诊断系统的结构与实现等。从发展的成熟度来看,诊断专家系统是最为优秀的一
种专家系统。
故障树分析法(FTA,即 Fault Tree Analysis)是一种图形演绎法,是通过对
可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件环境、人为因素等)进行分析,
画出逻辑框图(即故障树),再对系统中发生的故障事件,作由总体至部分按树
枝状逐渐细化的分析,其目的是判明基本故障,确定故障原因,故障影响和发生
概率等。故障树分析法属于非自动型知识获取方式,故障树分析的关键是求解故
障树的最小割集、最小路集、不交化最小割集或不交化最小路集,从而进行定性、
定量的分析计算。
通过对完成课题所需的相关理论的分析,论文结合用户需求初步确立了建立
专家系统的软件框架,即在总控模块之上实现经验诊断推理、经验知识库管理、
原理诊断推理、原理知识库管理和报表维护五大模块。其中,总控模块核心是推
理机,推理机制采用原理诊断推理和经验诊断推理两种,分别基于原理知识库和
经验知识库。原理和经验知识库的更新和维护由原理知识库管理和经验知识库管
I
重庆大学硕士学位论文中文摘要
理完成,其中重点是知识表示框架和知识库的维护方法。报表维护模块负责将推
理结果生成用户报表并保存。
关键词:故障诊断,专家系统,故障树分析法,指挥系统
II
重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
Fault diagnosis is the ponent of Reliability Engineering of
complicated electronic information diagnosis needs large quantity of
experts’professional knowledge and engineers’,people usually use Expert
System to are many methods for fault analysis,Fault Tree Analysis(FTA)
is among those who are simple and dissertation analizes the concept and
theory of expert system,fault analysis and fault tree analysis method,therefore asserts
the designing procedure and the software designing blue print.
Expert system si an intelligent program system based on a mass of knowledge and
experience in special is an import