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计算机应用能力实训班级: 自控 081 班姓名: 吴永强 200808660 2010 年7月 13日兰州交通大学课程设计-1- 第四章故障诊断专家系统的设计 专家系统总体结构本系统由知识库、动态数据库、推理机、人机接口等部份构成,其基本结构如图 。图 专家系统总体结构图故障诊断知识库中知识的数量和质量决定了诊断系统的性能,知识的更新是一个不断扩展的过程。本系统的故障诊断知识库分为两个部份,即规则数据库和案例数据库。故障诊断专家系统通过信号模拟量及开关量采集模块和人机接口输入设备故障征兆,并存入动态数据库,动态数据库用来存放专家系统诊断过程中的中间结果,其内容包括故障征兆和规则匹配中间结果两部份。推理机根据故障征兆实现对各种规则及案例的匹配。系统采用案例匹配、基于规则的推理、模糊推理的混合诊断推理算法。如果匹配成功,则输出诊断结果, 并可通过解释机构对诊断结果进行详细解释,供故障处理人员和电务段调度人员参考。如果匹配不成功,则输出无诊断结果的结论。 人机接口诊断系统建成以后,最终目的是要交给用户使用。如果人机接口的质量不高, 使用起来不方便,就不能被用户接受。人机接口的开发方法应该是以用户评价为核心、周而复始地不断再设计和再评价的过程。人机界面功能模块包括输入和输人机接口知识获取机构知识库管理机构解释机构动态数据库知识库推理机构信号系统模拟量及开关量采集模块兰州交通大学课程设计-2- 出两大部分。人机接口包括专家系统与用户的接口和专家系统与专家和知识工程师的接口训。与用户的接口可直接处理用户的操作命令和提出的问题,通过对命令的解释和对问题的分析,将结果传送到推理机、综合数据库和知识库,以启动系统的问题求解过程,同时也可将系统对用户的提问以及对问题求解过程的跟踪解释传递给用户,使用户对专家系统的执行动态有所了解。与专家和知识工程师的接口可接受专家和知识工程师的知识,使专家和知识工程师了解系统的工作性能并进一步改善和提高系统求解问题的能力。车站计算机联锁故障诊断专家系统人机界面的设计,主要实现故障现象、诊断结果、故障分析设备图、故障分析电路图、维修预告、维修警告、知识更新、历史数据分析、数据更新和有关知识问答等信息的交互功能,其设计流程图如图 。图 人机接口流程图兰州交通大学课程设计-3- 本系统的人机接口有两种方式: 一种是选择方式,系统把有关功能以菜单的形式列出供用户选择,一旦某个条目被选中,系统或是直接执行相应功能或是显示下一级菜单供用户做进一步选择,这种方式主要是供故障诊断所用。另一种方式是语言命令方式,它供设计人员快速访问知识库,及进更新专家系统的知识库。 知识的获取诊断知识的获取、表示和组织是建造故障智能诊断系统知识库最基本的过程,也是故障诊断系统的中心研究课题,在诊断系统的开发和研制中占有极其重要的地位。为了丰富、完善系统的知识库,应采取多种知识获取方法。而知识表示的方法直接影响着知识的运用即诊断推理,也影响着知识的获取。一般地说, 任何一个给定问题都有许多种等价的知识表示方法,但它们可能产生完全不同的效果。合适的表示方法将使诊断问题明确,推理机制简单,从而使诊断问题更容易求解。知识库获取的知识包括所有与诊断信号系统故障有关的知识,领域专家为维修工程师及有关技术人员。要获取的领域知