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制袋机故障诊断专家系统的结构_制袋机出现故障怎么办

2016-10-13 17:34:00点击:

    本文开发一个制袋机的故障诊断专家系统,它将专业维修人员的经验用于机器的故障诊断中,相当于有一位专业维修人员一直在监控一台机器的运行状态;另一方面,机器通过故障诊断专家系统可以很准确的判断其运行的状态和故障的准确发生位置,便于故障排除。

    该专家系统由若干个模块构成,其结构如图1所示。

制袋机诊断系统结构

    (1)知识库:知识库是支持整个程序系统运行的基础,它不仅包括诊断故障的知识,还包括关于描述某个特定问题求解过程的知识(即如何使用这些知识的知识)。本文开发的专家系统的知识库,包括实例库和规则库两个部分。实例库存储的是以往成功处理故障的历史信息,即成功准确诊断过的故障实例。实例库的建立根据制袋机发生故障的部位来划分,比如制袋机热电偶故障库、光电眼故障库和加热管故障库等。规则库是表达由一定的前提推导确定结论的知识,故障诊断中的规则是根据专业维修人员在长期实践经验中得到的经验总结的。
    (2)解释器:解释器是对专家系统的诊断行为(即推理过程)的合理性进行解释以及它如何详细的解决问题等。

    (3)推理机:推理机是故障诊断专家系统的中枢,它模拟专家解决问题的思维方式,控制并执行对故障的诊断,它的合理性直接影响了故障诊断的正确性和效率。诊断推理模块的结构如图2所示。

制袋机推理结构

    (4)数据库:数据库是指设备的各种状态信息(如机器正常运转时的数据、机器异常时的数据、求解的状态、假设目标的状态、最终目标的状态),它是按照一定的格式以文件的形式存储。

    (5)知识获取器:知识获取器来对知识库进行管理和维护,若有新的故障信息产生或原始信息的产生了新的变化,需要对知识库中的信息进行更新,以保证和维护知识库的有效性、一致性和完整性。该模块的详细结构如图3所示。

制袋机知识获取器结构

    (6)黑板:黑板是主要用来记录系统在进行诊断推理过程中用到的控制信息、中间假设和中间结构的数据库,其内容不断地改变。它包括计划、议程和中间解三部分。
    (7)用户界面:用户界面即为人机交互系统,它用于用户、领域专家或知识工程师与系统的交互作用,以实现人机处理。它能够使用户与该系统进行对话,使用户通过输入一些必要的数据,来提出问题和了解推理过程及推理结果等。同时系统通过用户界面,要求用户回答问题,并回答用户提出的问题,进行必要的解释。

    该故障诊断系统的开发,主要针对制袋机中常发生的或发生时对工作产生较大影响的故障。在设计该系统时,根据专业维修人员的故障诊断的思路来确定其工作流程。该制袋机故障诊断专家系统诊断运行时,主要的流程为:首先采集与诊断相关的必要信息,将一些不便于处理的数据信息进行转换,然后进行诊断推理。当系统故障报警时,判断该故障是否为新故障,如为新故障则当其成功判断之后,通过学习机制将这一新的故障信息储存于知识库中;如为已出现过的故障,当完成诊断任务时,对照以前的故障模型作适当的修改;若故障判断失败,则将该故障信息以及推理状况存入问题库,待系统具备更多的知识时再进行解决,如有必要,需要人工进行解决。