飞机故障诊断专家知识库的构造
某型机载设备故障诊断专家系统知识库的设计
Hans Journal of Data Mining 数据挖掘, 2016, 6(1), 37-41Published Online January 2016 in Hans. /journal/hjdm/10.12677/hjdm.2016.61005Design of Expert System Knowledge Base for Certain Airborne EquipmentYugang Wang, Haijun Peng, Sichen WangNaval Aeronautical Engineering Academy Qingdao Branch, Qingdao ShandongReceived: Dec. 28th, 2015; accepted: Jan. 11th, 2016; published: Jan. 14th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe equipment of military aircraft becomes complex gradually, and field work becomes harder. In order to timely detect fault, ensure the aircraft intact and achieve a normal combat training work, this paper introduces the basic components of a certain type of airborne equipment, and the ex-pert system is discussed in detail by showing examples and knowledge database to build the knowledge base rules. At the same time, to ensure the consistency and integrity of the expert sys-tem knowledge base, rules are classified first, and then abnormal rules are detected and treated.And through the interactive processing with maintenance personnel, the conclusions become more reasonable and accurate.KeywordsExpert System, Knowledge Database, Fault Diagnosis, Rule某型机载设备故障诊断专家系统知识库的设计王玉刚，彭海军，王思臣海军航空工学院青岛校区，山东青岛收稿日期：2015年12月28日；录用日期：2016年1月11日；发布日期：2016年1月14日王玉刚等摘要军用飞机装备日趋复杂，其外场维护保障工作难度加大。
TCAS故障诊断专家系统设计与研究
选取 Ｔ Ａ 故障 作 为最不 希望 看 到 的顶 事 Ｃ Ｓ
件 ，用 Ｔ 表示，导致其发 生的直接或必要原因， 把 它们 作 为 顶 事件 的输 入 事 件 即 中 间事 件 ，用 Ｍ
李 国胜 何 晓薇
四川广汉 ６ ８０ ） １３ ７ （ 中国民航 飞行学院飞行技术 学院 摘
要 ：文 中分析 了 Ｔ Ａ Ｃ Ｓ的故障现象，根据专家系统理论，结合故障树故障诊断理
论 ，建立 了 Ｔ Ａ Ｃ Ｓ故障诊 断专家系统，并论述 了知识库 的构建 、推理机 的设计 ．采用 Ｖ ｓａ ｉｕ ｌ ｃ＋ ＋ 作为软件开发环境 ，利用 ＳＬ Ｓ ｒｅ 实现整个专家系统框架设计。 Ｑ ｅ ｖ ｒ 关 键 词：空中交通警戒与防撞系统 故障诊断 故障树分析法 专家系统
目前专家系统的开发有三种 形式 ：一种是采
用专家系统工具，如 Ｃ ｉｓ等；一种是采用人工 １ｐ
用 中间事件 Ｍ 表示，不能分解的作为底事件 ，用
Ｘ 表示。Ｍ１分解为中央计算机故障 Ｘ１ 、数据加 载故 障 Ｘ 、跳 开关与计算 机和数据 的接地连线 ２ Ｘ 和控制面板故障 ｘ ；Ｍ２分解为天线位置故障 ３ ４ Ｘ 和天线电缆故障 Ｍ７ ５ ，而 Ｍ７又分解 为 儿 电缆 故障 Ｘ１、Ｊ ｌ ２电缆故障 Ｘ ２ ３电缆故障 ＸＩ 和 １ 、Ｊ ３
与 Ｓ模 式应 答机 连线 故障 Ｘ６ ６可 以分 解 为中 ２ ：Ｍ
将 它 们 的 逻 辑 关 系 用 特 定 的逻 辑 符 号 （“ ” ， 或 “ ” ）表 示 出 来 ，就 这 样 由上 至 下 逐 级分 解 ， 与
故障诊断专家系统介绍
故障诊断专家系统 一、专家系统概述 1. 定义：能以人类专家级水平进行故障诊断的智
能计算机程序。
2. 发展专家系统的必要性
1）知识结构的需要
2）故障诊断应用上的需要 系统复杂性及故障复杂性所决定 3. 专家系统所能解决的问题 机械系统诊断中的复杂问题；能达到专家水平
故障诊断专家系统 4. 专家系统的特点 1）应用范围广
故障诊断专家系统 (9) 控制型(Control)专家系统 这类系统能自动控
制系统的全部行为，通常用手生产过程的实时控
制，如维持钻机最佳钻探流特征的MUD系统、 MVS操作系统的监督控制系统YES／MVS等。 (10) 教育型(1nstruction)专家系统 这类系统能诊 断并纠正学生的行为，主要用于教学和培训，多 为诊断型和调试型的结合体，如GUIDON和 STEAMER等。
故障诊断专家系统 人工智能研究者们已提出了许多种知识表示方法， 如产生式表示、框架式表示、语义网络表示、逻辑 性表示、对象—属性—值三元组表示、过程表示和 面向对象的表示等，这些不同的表示方法各有其优 缺点和最适用的领域。 2) 产生式系统的基本组成 一个典型的产生式专家系统通常由规则库(RuleBase)、 综合数据库(GlobalDatabase)和 规则解释器 规则解释器(RuleInterpreter)这 三个基本部分组成； 综合数据库 规则库
故障诊断专家系统
五、应用
美国西屋公司从开发汽轮发电机专家系统GenAID开始， 现已在佛罗里达州的奥兰多发电设备本部建立了一个自动 诊断中心，对各地西屋公司制造的汽轮发电机进行远距离 自动诊断。诊断对象从汽轮发电机逐步扩大到汽轮机、锅 炉和辅机。西屋公司和卡内基· 梅隆大学合作研制了一台汽 轮发电机监控用专家系统，用来监视德州三家主要发电厂 的七台汽轮发电机组的全天工作状况。此专家系统能快速、 精确地分析仪表送来的信号，然后立即告诉操作人员应采 取什么措施。 我国故障诊断工作者也积极探索专家系统的应用研究， 国家在“七· 五”和“八．五”期间也列有这方面的攻关课 题，取得了—些进展，但目前总的情况是实验室研究较多， 现场条件下的实际应用、特别是成功的应用实例并不多见。
基于CLIPS的某型航空发动机故障诊断专家系统知识库构建
基于CLIPS的某型航空发动机故障诊断专家系统知识库
构建
基于CLIPS的某型航空发动机故障诊断专家系统知识库构建摘要：该文针对某型航空发动机故障诊断专家系统的知识库构建开展研究工作。
为解决传统故障诊断知识库构建方法复杂及开发不便的问题，该文提出了一种新的知识库开发方法。
根据因果分析法得到发动机故障诊断的故障树；再利用数据抽取和知识抽取，对事实表和规则表进行了表示，并结合专家系统开发工具clip实现了对某型航空发动机故障诊断专家系统的知识库的开发。
该方法所构建出来的知识库满足航空发动机故障诊断专家系统的需要，而且便于知识的扩充、修改和维护。
关键词：故障树；产生式规则；clip；知识库
航空发动机故障诊断的意义就在于：首先，它能够迅速且准确的确定故障的部位以及故障的严重程度，能够确保飞行的安全及减少维修的人力和物力，减少飞行器的停飞时间，提高飞行器的效率；其次，它也是达到先进维修方式以及维修思维的前提条件与必要手段[1]。
从20世纪60年代开始，专家系统就作为一种研究工具而被开发，作为人工智能的一个可定部分，它可以成功解决某些领域如医疗诊断的复杂问题。
自从20世纪80年代早期，专家系统展现了其商业用途之后，就越来越受到欢迎并得到发展。
今天，专家系统已用于商业、科学、工程、制造和其他许多具有良定义问题的领域。
随着专家系统对实际问题的应用与解决，知识库的管理和开发。
飞机航电系统故障分析方法与故障诊断系统分析
摘要：在民航事业飞速发展的背景下，飞机持续适航能力要求也不断提高，但从目前情况来看，在飞机维护过程中，各种故障尤为频繁，由于飞机结构和航电系统相当复杂，在满足适航要求的前提下对飞机故障进行检修需要花费大量的人力和时间。
本文基于上述背景，对飞机航电系统故障分析方法以及故障诊断系统进行了研究，以期能为飞机检修人员提供借鉴意义。
关键词：飞机航电系统；故障；分析方法；诊断系统在飞机航线维护以及飞机检修过程中，几乎每天都要面对各种各样的故障，由于飞机类型较多，且航电系统复杂，外加故障原因与环境、设备、人员等多种因素相关，因此对飞机航电系统故障进行准确诊断并及时排除故障对飞机安全航行有重要意义。
以下将从飞机航电系统概述分析入手，逐步探讨了航电系统故障的分析和诊断方法。
一、飞机航电系统概述目前通常采用的飞机航电系统为g1000航空电子系统，该系统具有高度集成的特征，内部包括高频通信收发机、gps收发机、等航空通讯电子设备，同时在机舱内配备了两台高分辨率的高精度液晶显示屏。
该航电系统充分应用了飞机的操控特征、大气数据和以太网连接通信领域内的数据成果，具备功能性与实用性。
系统将航空电子设备和仪表操作显示集成到一个单独的显示系统内，用液晶电子显示替代传统的机械仪表，从而让航行信息具备高灵活度，但航电系统在带给航空人员便捷的同时也给设备维护人员带来了一定的困难。
g1000子系统则包括飞行仪表显示系统和导航与通信系统。
飞行仪表显示系统主要负责为主系统提供飞行参数，例如航向、高度、外界大气参数、飞行姿态等，信息均可在pfd显示屏中显示。
导航与通信系统则主要起到导航与通信功能，音频信号通过数字传输通道送入音频板，gps信息则传送到mfd和pfd显示屏中进行处理。
二、飞机航电系统故障分析方法和诊断系统1.航电系统故障航电系统中最容易出现的是数据链路故障，由于数据链路状况主要以不同颜色的框框来进行区分，红色表示确定链路失效，黑色表示链路不明，系统无法准确识别，绿色则表示链路正常，例如pfd显示屏arinc 429中1号通道状态框显示为红色，则提示航电系统故障与lru grs77相关，即pfd与航向基准系统间的链路失效。
飞机故障诊断第2章PPT课件
二值变量函数 Ф(X)= 1，顶事件T发生
0，顶事件T不发生
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第三节 故障树的结构函数
(四)简单故障树的结构函数
1.与门结构故障树
n
ΦX xi i1
m x 1 i,x n 2 , ,x n
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第三节 故障树的结构函数
(四)简单故障树的结构函数
2.或门结构故障树
n
ΦX xi i1
m x 1 ,a x 2 , x ,x n
n
ΦX1-1-xi i1
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第三节 故障树的结构函数
(四)简单故障树的结构函数
3.k/n门结构故障树
ΦXl
xj
i1 xjDi
ΦX
1
0
n
飞机故障诊断与监控技术
2011.08
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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第二章 故障树分析法
本章内容
➢第一节 故障树分析法的基本概念 ➢第二节 建造故障树 ➢第三节 故障树的结构函数 ➢第四节 故障树的定性分析 ➢第五节 故障树的定量分析 ➢第六节 故障树分析程序举例
二、故障树中使用的符号——事件符号
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第一节 故障树分析法的基本概念
二、故障树中使用的符号——逻辑门符号
通用航空器故障诊断专家系统研究
技 经 济 市 场
非正常气 候条件 下的混凝 土工程施工的组织
钱达 友
（ 江苏省教 育学院阜宁分院， 江苏 盐城 ２ ２ ４ ０ ０ ６ ）
摘 要： 在 高温、 严寒 、 大风 、 暴 雨等这些非正常气候条件下进行混凝 土工程施工施 工时， 必须有针对性采取相 应措施 ， 保 证施工准备 、 拌 和、 运输 、 浇筑和养 护等各个环 节的工作质量 ， 从而保证混凝 土工程的施 工满足安全 、 质量、 工期和工程效 益 的要 求 。 关键词 ： 高温 ； 严寒 ； 大风； 暴雨 ； 施工
Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 编写正向推理程序 ， 并结合 Ａ Ｄ Ｏ方法对数据库 进行访问与操作 ， 在知识库 中逐层搜索 ， 并将搜索 内
容显示 出来 。
２ ． ３ 人 机界 面 源自一断知 识 又必 须根 据 被诊 断对 象元 件 的更 新 、 替 换 等维
人机接 口是专家或者用户与系统进行相互交 流
经
１ 专家 系统概述
专家 系统 （ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， 简记 Ｅ Ｓ ） ， 也称 为基 于 知识 的系统 ， 其基本设计思想就是利用计算机来模拟 领域专家解决实际问题 的工作过程 ， 也就是模拟人类 专家如何运用其所掌握 的知识 或经验来解决问题的 方法与步骤。而在设计故障诊断专家系统时， 要求对 被诊断系统提前就获得相对较为完备的知识表示。 但 由于在现代化的大型系统 中， 这种事先获得知识经验 般 来 说 是 较 困难 、 甚 至是 不 可 能 的 ， 而 且 大量 的诊
Ｉ
知 识库管理 系统 解释 模块
知 识 库
Ｉ
ｆ
ｆ
攫 理 辊
２ ． ５ 系统 的通用 性和 扩展 性
故障检测诊断数据库
故障检测诊断专家数据库1．数据库的功能本次设计中故障检测诊断专家数据库是应用于后台诊断服务器平台上，应具备以下功能：1)数据的查询；2)数据的分析；3)数据的接收与发送；4)知识的获取；5)知识的解释；6)数据库内容的可下载。
2．数据库的结构平台化的故障检测诊断专家数据库系统是处于检测维修网络的中心，面向使用该功能的所有用户，同时实现对维修检测人员的指导，其主要结构内容包括：1)用户资料数据库；2)汽车故障数据库；3)检测指导数据库；4)专家诊断数据库；5)维修指导数据库。
3．汽车故障数据库汽车故障数据库是故障检测诊断系统中的基础数据库，囊括了汽车故障的表现方式和故障原因，在此做出两种结构类型的设计。
3．1按品牌分类市面上汽车品牌的众多造成了内部配置及结构的多样化，各参数也不尽相同，按品牌及型号将故障数据库单独完成将有利于对号入座，方便快捷地完成检索范围的收敛，快速确定故障目标对象。
图1 品牌分类故障数据库3．2按系统分类相对于繁琐的品牌及型号，汽车所具备的系统功能框架大体上是相同的，可以分为驱动系统、传动系统、制动系统、转向系统、储能系统。
其中驱动系统包括汽油机系统、柴油机系统、电驱动系统、混合动力系统。
储能系统也分类为储油系统、储气系统、电池组、复合电源等。
按功能划分对于数据库来说是功能的总汇，具有综合检测的功能，便于应对各种不同类型的情况，比如改装车的检测。
但是由于检测目标的模糊化，系统的检索量是很大的，运行效率及准确度会受到影响。
图2 按系统分类故障数据库4．专家诊断数据库专家诊断数据库是后台数据库的核心，也是实现智能化检测诊断的重点，应具备全局数据库、知识库、人机界面、推理机、知识获取和知识解释六大部分。
图3 专家系统总体结构图诊断专家系统应具备以下特点：1)能够了解被诊断对象或客体各组成部件的特性及他们之间的关系；2)能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象；3)能够向用户咨询和提供测量的数据，并从不确切的信息中得出尽可能正确的结论。
专家系统故障诊断 - 副本
先进控制技术——专家系统故障诊断1适用场合目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛，如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XMAN，NASA与M IT合作开发的用于动力系统诊断的专家系统，英国某公司为英国军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统等，此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断。
但不同的专家知识可能不一样，甚至互相矛盾，因此它主要应用于非结构化有经验的系统当中。
2专家系统诊断优缺点2.1优点（1）灵活性大多数故障诊断专家系统的体系结构都采用知识数据库与推理机制相互分离的构造规则，二者之间既有数据关联，又相互独立运行。
这样在专家系统运行时，能根据具体问题的特点，分别选取合适的知识条目构成不同的推理方法序列，实现对问题的诊断。
（2）透明性专家系统设置解释机制或者解释模块，用于向用户解释推理机制的思维过程，以及某些答案的分析思路。
这样，可以帮助用户较清楚地了解系统诊断问题的过程。
（3）交互性智能度较高的专家系统均采用交互式系统。
专家系统的这一特征为用户提供便利，这也是它得以广泛应用的重要原因。
（4）实用性专家系统的技术要求来自于特定领域问题的实际需求，这种特性决定了专家系统具有强烈的应用性。
同时该诊断方法具有诊断过程简便、快速快、不单纯依赖于数学模型，而且具有较为丰富与灵活的知识表达和问题求解能力，它可充分发挥人类专家根据经验和知识所进行的推理和判断能力。
2.2缺点（1）获取知识的能力较弱为开发特定对象的专家系统，软件设计人员几乎要从头学习一门新的专业知识，大大增加了开发成本，还不能完全保证特定专业知识的领会程度，对知识条目数据库的建设和维护带来很多麻烦。
另一方面，不同的专家知识可能不一样，甚至互相矛盾，因此该方法不适用于没有经验的系统的故障诊断。
（2）具有一定的复杂性及难度专家系统拥有知识数据库，运用知识条目进行推理，模拟领域专家诊断问题的思维过程。
但是，人类的知识世界丰富多彩，人类的思维方式多种多样，要想较准确地实现模拟人类思维，是一项非常困难的技术。
《飞机故障诊断一》PPT课件
L
2 S
2 L
（1.223
故障过程模型
估算产品可靠度
• 令L为应力随机变量，S为强度随机变量，引入随机
变量Z，即
Z=S-L
• Z的密度函数为
• 2-2）
fZ (Z)
(ZZ )2
1
e 2
2 Z
2 Z
（1.
Z
Z SL
• ——随机变量Z的均值，
Z
Z
2 L
2 S
• ——随机变量Z的标准差，
24
故障过程模型
引起设备或机件故障，导致飞行事故时有发 生。
故障（包括人为差错）是产生飞行事故的主要 原因！
• 机务人员所做的每一项工作，从日常保养到 预防维修，无不以保证飞行安全、不出或少 出故障为其目的。
二、民航客机事故原因分析
• 设计和维修方案不合理
• 片面地追求较高的静强度和刚度，忽视了材料的耐 腐蚀及抗疲劳特性。——伊尔 - 18机翼上翼面B94 铆钉大量出现断头现象
求出产品故障概率。
图1.2-1 应力强度模型 21
故障过程模型
一、应力 - 强度模型
• 利用应力 – 强度模型可以分析故障机理并可提出提高产品可靠性的方法。 • 通常，材料强度、静载荷和结构几何尺寸均服从正态分布。应力作为载荷和结构几何参数的函数
，也可以做正态分布的假设。 • 当应力与强度两者的分布没有重叠区域时，故障不发生。当密度曲线下出现重叠部分（t = t2）
2 L
Sm (S L) /
2 S
2 L
• 由（1.2-1）式可知 F (Sm )
•
R 1 F (Sm )
，代入上式求得 25 （
故障过程模型
基于模糊推理的故障诊断专家知识库设计
摘要 ：提出模糊 知识 的表示 方式 ， 并 以模糊知识建立故 障诊断专家 知识 库。设计 了基于模糊 推理 的规则竞争 的消除策 略 ， 诊 断出故 障原 因和与 之匹配 的动作代 码 ， 保 留推 理轨 迹 ， 实 时更新 知识
库， 用 于在线故障诊断和 自主学 习。 关键词 ：故障诊 断 ； 专家系统 ； 模糊知识库 ； 模糊推理
Ａｐ ｒ． ２ ０ Ｉ ３
—
文 章 编 号 ：２ ０ ９ ５—１ ２ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２—０ ０ ５ ４— ０ ６
基 于模 糊 推 理 的故 障诊 断专 家 知 识 库设 计
李 忠海 ， 刘 颖 ， 杨 燕
（ １ ． 沈阳航空航 天大学 自动化学院 ， 沈阳 １ １ ０ １ ３ ６ ； ２ ． 辽宁省交通高等专科学校 ， 沈阳 １ １ ０ １ ２ ２ ）
￣ ｇ３ ｏ ｇ 第２ 期
２ ０ １ ３年 ４月
沈 阳 航 空 航 天 大 学 学 报
ｅ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ
—
Ｖ Ｏｌ Ｉ ３ ０ Ｎｏ． ２
ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ ｉ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ
ＬＩ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ— ｈａ ｉ ， Ｙ ＡＮＧ Ｙａ ｎ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ １ ３ ６ ；
基于本体的故障诊断知识库系统的构建
（ 太原 理 工大学计 算机与软 件 学院 太原
橇 要翟传统 故 障诊 断技 术采用 专家 系统 的知识 库是封 闭 的或半 封 闭的 ， 其知 识库 的构 造和 知识 的输入 与修 改 均 需 由设计 者来进 行 ，不 能从 故 障诊 断 的成 功 经验 中提 取相关 的知 识。本体 作 为知识 的基本元 素 ，可 以进行 知
ＡＢＳ ＲＡＣ Ｔ Ｔ Ｂｅ ａ ｓ ｆｔ ｅ ｋ ｏ ｅ ｇ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｘ ｅ ｔ ｓ ｓ ｅ ｏ ｒ ｄ ｔｏ ａ ａｌ ｒ ｉｇ ｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｃ ｏ ｅ ｏ ａ ｆ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｎ ｗｌｄ ｅ ｂ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｙ ｔ ｍ ｆ ｔ ａ ｉｉ ｎ ｌｆ ｉ ｅ ｄａ ｎ ｓ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｌ ｓ ｒｈ ｌ ｕ
本 广承 诊卡 动 ｌ 故 断Ｌ 体 轴 障 慧 Ｉ
不 等 轴 承 剐度
理， 抽象 出事物 内在 的本质 ， 非常适 合描 述知识 库 的内 部单元 。 一般来 说 ， 体提供 一组术 语和 概念来 描述某 本
个领 域 ， 知识 库则 使用 这些 术 语来 表 达 该领 域 的事 而 实［ ］鉴 于知识 片分 层和本 体可 以对事 物本质 抽象 概 １。 念化 的特 点 ， 文将两 者有机 结合 ， 出一 种基 于本体 本 提
ｃｏ ｅ，ｔ ｏ ｓ ｒ ｃ ｓ ｋ ｏ ｅ ｇ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｎ ｕ ｒ ｔ ｄ ｆ ｈ ｎ ｗｌ ｄ ｅ ａｌｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ，Ｓ ｔｃ ｎ’ ｐ ｃ ｐ ｒ ｌｔ ｄ ｌｓ ｏ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｉ ｎ ｗｌｄ ｅ ｂ ｓ ｎ Ｏ ｉ ｐ ｔｏ ｏ ｍｏ ｉ ｔ ｅ ｋ ｏ ｅ ｇ ｌ ｅ ｄ ｂ ｈ ｅ ｉ ｎ ｒ Ｏ ｉ ａ ｔ ｉｋ ｕ ｅ ａ ｅ ｔ ｙ
INCON-FIDPS系统故障诊断专家知识搭建
ｓ 型 ｌ ４ ｌ ６ Ｓ 型 ７ ． ９ ８ １
２ 专家知识建立相关理论
２ ． １ 模糊 函数 在 实 际应 用 中 ，某些 问题 可 以用 同一种类 型 的隶 属 函数 所表 示
２ ０ ４ ２ ０ ６ ５ 接 收机 音频电 压 音 频电 压小 ２ ０ ４ ２ ０ ７ ￥ 接 收 机 音 频 失 真 度 音 频失 真大
表１参数节点
隶 属 函 数 名称 描 述 参 数 Ｂ Ｃ
名
称
数值范 围 类型 Ａ
Ｄ
２ ０ ４ １ ｏ ２ ５ 接收消耗电流 接收消耗电流大 ＞ １ Ａ （ １ ． ５ ） ２ ０ ４ １ ０ ６ ５ 发射消耗电流 发射消耗电流大 ＞ ７ Ａ（ ８ ）
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ Ｗ ０
・ 技 术 交流‘
Ｉ Ｎ ＣＯＮ — Ｆ Ｉ ＤＰ Ｓ系统 故 障诊 断专 家知 识搭 建
海 军航 空＿ １ － 程 学 院青 岛校 区 卞金 来 刘 水 张鹏 明
【 摘 要 】ＮＣＯＮ— Ｆ Ｉ ＤＰ Ｓ 系统软 件 包括 了三 种推 理 引擎和 一 个 专 家知 识库 。三 种推 理 引擎是 ：模 糊逻 辑 推理 引 擎 、专 家规 则推 理 引擎 、神 经 网络 推 理 引 擎。 专 家知 识 的输入 引擎 ，可 以使 由领 域 专 家填 写 的专 家知 识表 转 换 成一 种 知识 网 ，而这 种 网状 结构 恰好 是 模 糊神 经 网络 。 Ｉ ＮＣ ＯＮ— Ｆ Ｉ Ｄ Ｐ Ｓ 系统 的故 障诊 断过 程是 利 用测点 和知 识 网络 的推理 ，辅 助神 经网络 、专 家系统 的推理 ，判 断 出诊 断对 象所 存在 的故 障。 【 关键词 】 Ｉ ＮＣ ＯＮ— Ｆ Ｉ ＤＰ Ｓ ；推理引擎；专家知识库
飞机机械故障诊断技术分析
飞机机械故障诊断技术分析飞机器属于一种空中工况的特殊机电、机械设备，飞机的安全问题一直是人们普遍关注的问题，因此，飞机一旦出现问题就必然是轰动世界的大新闻。
所以，如何对飞机的机械故障进行早期的有效诊断对确保飞机在空中的绝对安全就成了一个至关重要的大问题。
标签：飞机；机械故障；诊断技术；推理机制引语撇开机电不谈，单从机械的角度而言，飞机是一种较为精密、较为复杂的机械设备。
佐证这一点，似乎比较困难，因为很少有人真正组装过飞机，或者解剖过飞机，这里也只能给出一架普通飞机的零件数量，或许读者们可以从其零件的数量中对于飞机的复杂程度得以有个较为初步的认识。
普通的一架小型飞机的零件数目都在数万左右，战斗机的零件数目通常数以千万计。
飞机的精密性与复杂性体现在其机内的众多的组成系统之中，一架普通的飞机必备的系统主要包括液压系统、冷气系统、操控系统、高空系统、机体机械机电系统、燃油系统、防冰系统等。
飞机的复杂性与精密性由此可见一斑。
可以说，功能越完善、自动化程度越高的设备其机械化的精密程度与复杂程度也就越高。
而越复杂、越精密的机械一旦出现问题，可想而知，其故障的精确诊断也就必然越是困难。
任何机械设备都不可避免地会在使用一段时间之后出现各种各样的故障，故障可能造成机械设备的功能降低或者是彻底失去。
1986年，美国的挑战者号航天飞机就是因为一个小小的密封圈的机械故障导致了四万升燃料瞬间爆炸，造成了高达12亿美元的直接损失，间接损失无法估量。
由此可见，为了保证飞行器的安全，必须系统地诊断故障，在一个系统之中，一个小小的故障也可能引发整个系统的灾难性的后果，因此，对于飞行器而言，没有一万个安全，只有万一一个不安全，因此，飞机的机械故障诊断就是要从飞机的数以百万计的零部件中找出那一个万一来。
其困难程度可想而知。
1 飞机机械故障简述飞机的机械故障即指排除了人为因素、操作因素、外界因素之外的飞机的内部零部件在使用过程中引发的故障。
飞机故障诊断专家知识库的构造
飞机故障诊断专家知识库的构造王建军【摘要】针对飞机知识的特点,给出了有关飞机故障、征兆与故障原因相互关系的三个定义；利用定义,采用逻辑型产生式规则建立了主要飞机故障的知识库；在总结和归纳专家诊断飞机故障经验的基础上,建立了飞机故障诊断推理框架,并给出了推理中的核心算法.实践表明,采用逻辑型产生式规则减少了规则的数量,提高了飞机故障诊断专家系统推理的速度和准确性.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2012(025)001【总页数】3页(P16-18)【关键词】飞机故障诊断;知识表示;知识库;问题求解;逻辑型产生式规则【作者】王建军【作者单位】空军第一航空学院,河南信阳464000【正文语种】中文【中图分类】V267;TP180 引言伴随着科学技术的迅猛发展，具有高科技含量的新型飞机也逐步代替了落后老旧的飞机，同时也给飞机故障诊断带来了新的问题，依靠传统的经验去诊断故障已经满足不了航空兵部队的需要，部队迫切需要把新技术引入到飞机的故障诊断中来。
利用先进的信息技术和人工智能技术，将飞机故障诊断学和故障诊断领域专家知识加以归纳整理，使其系统化和模式化，并构造专家系统，为航空兵部队提供飞机故障诊断与预防的辅助决策工具，对提高训练质量、增强实战能力具有重要意义。
知识库系统的构造是飞机故障诊断专家系统AFDES（Aircraft Failure Diagnose Expert System）中关键部分。
知识库构造的核心是专家知识表示与问题求解[1]。
有效的知识表示和求解模式可以提高经验表示的确切度和知识编码的容易程度，节省存储空间和运行时间。
基于此，文章将重点论述飞机故障知识的表示及飞机故障诊断的求解过程。
1 飞机故障知识表示1.1 飞机故障知识的特点飞机保持良好状态和维护人员的操作、零部件的质量和周围环境（如沿海地区、沙漠地区和盐碱地区等）有密切的联系。
飞机故障的发生是由于外界的各种因素的作用和机体自身反映特性两方面在一定条件下相互作用的结果，如图1所示。
飞机故障诊断第2章PPT课件
Y 1 i y 1 , y 2 , , y i 1 , 1 , y i 1 , , y n 1i,Y Y 0 i y 1 , y 2 , , y i 1 , 0 , y i 1 , , y n 0i,Y
至少一对状态向量Y1i、Y0i满足：
Φ 1 i,Y Φ 0 i,Y
其他状态向量满足：
X2
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第四节 故障树的定性分析
二、求最小割集的方法
(二)下行法
G0
➢最小割集： {x1,x2} {x1,x3} {x2,x4} {x3,x4}
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G1
G2
G3
G4
G5
G6
X1
G7
X1
X1
G10
X4
X2 X3 X3
G9
G8
X1
X2
G11
X2
X4
X1
X2
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二值变量函数 Ф(X)= 1，顶事件T发生
0，顶事件T不发生
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第三节 故障树的结构函数
(四)简单故障树的结构函数
1.与门结构故障树
n
ΦX xi i1
m x 1 i,x n 2 , ,x n
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第三节 故障树的结构函数
当 xi k i 1
n
当 xi k i 1
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第三节 故障树的结构函数 (四)简单故障树的结构函数
4.由与门和或门组成的简单故障树
Φ Xx4 x2x4x3 x3x5x1
飞机故障诊断介绍20100115
飞机故障诊断中的知识表达：①知识的来源，飞机故障诊断知识与一般性知识对比所具有的特性；②如何表达：基于什么视角，从哪些方面来表达这些知识，如何建立模型来表达；比如从F-B-S。
③飞机故障诊断知识表达的作用和意义：飞机故障诊断方法中需要对知识表达等问题深入研究，为诊断提供基础和前提，为使用相关方法提供支撑。
④现代大型客机作为一种复杂的机电设备，由于人为失误、材料缺陷、制造误差及使用环境波动等因素的影响以及疲劳、磨损和老化等效应的存在，使得在飞机运行过程中不可避免地会发生各种故障[1-3]。
所谓飞机故障诊断，就是鉴别飞机设备的技术状态是否正常，确定故障性质、故障部位及故障起因，提出相应维修措施以排除飞机故障的过程，是保证航班安全、正点的重要的措施[4]。
（硕士论文：基于飞行数据的飞机故障预测与故障诊断系统研究，2007.1）一、民航飞机故障诊断的特点1、故障诊断必须满足适航性的要求民用航空，包括民用航空器的设计、制造、使用和维修均处于有关国际组织和各国法规的严格控制之下。
对飞机进行故障诊断的适航性要求主要体现在飞机制造商提供的AMM[28]、FIM[29]、CMM、MEL及CDL中。
2、故障征兆和故障原因间不一定有明确的对应关系飞机系统由30多个子系统组成，子系统之间相互关联。
并且子系统又包含了多个分系统。
在子系统内，层次之间的信息联系又是不确定的。
例如A320系列飞机的无线电导航系统、大气数据惯性基准系统（ADIRS）、飞行管理、制导计算机系统（FMGCS）、电子飞行仪表系统（EFIS）等都与飞行控制系统存在着数据通信。
而飞行控制系统内部的分系统之间又存在相互交联信号。
由此可见，故障具有纵向传播和横向传播特性。
较高层次系统的故障来源于底层次系统故障，同一层次上的不同系统之间在结构和功能上存在许多联系和耦合。
3、故障诊断涉及的结构层次有所提高随着飞机模块化、集成化程度的提高，故障诊断的结构层次也相应提高。
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Ｓｔ ｕｃ ｕｒ ｆＥｘ ｒ ｒ ｔ ｅ ｏ ｐｅ ｔ Ｋｎｏ ｅ ｅ Ｄａ ａｂ ｅ ｏ ｒ ｒ ｆ ｉｕｒ ｓ ｗｌ ｄｇ ｔ ａｓ ｆＡｉｃ ａ ｔ Ｆａ ｌ ｅ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｉｃａｔｆｉ ｒ ａ ｏ ｅ；ｋｎ ｗｌｄｇ ｅ ｅｅ ａｉｎ； ｋ ｏ ｅ ｇ ａａ ａｅ； ｐ ｏ ｅ ｅｏｖ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ａｒｒｆ ａ ｕ ｅ ｄ ｇ ｓ ｌ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｒｐｒｓｎｔｔｏ ｎ ｗｌｄ ｅ ｄ ｔｂ ｓ ｒ ｂｌｍ ｒｓ ｌｉ ｇ； ｌ ｉ ｒ ｕ ｔ ｕｅ ｏｇｃｐ ｏｄ ｃｉ ｒ ｌ ｏｎ
第２ ５卷 第 １期 ２１ ０ ２年 １月 文 章 编 号 ： １０ — ６ ３ （０ ２ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）Ｏ — １ — ３ １ ０ ６ ０
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈ ｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
０ 引 言
伴 随着 科 学技 术 的迅 猛 发展 ，具 有高 科 技含 量 的新 型 飞机 也 逐步 代替 了落后 老 旧 的飞机 ，同时 也 给飞 机故
１ 飞 机 故 障 知 识 表 示
１１ 飞 机故 障知 识 的特点 ．
飞机 保持 良好状 态 和维 护 人员 的操 作 、零 部 件 的 质 量 和 周 围环 境 （ 如沿 海 地 区 、沙 漠 地 区 和 盐 碱 地 区 等 ） 有 密 切 的联 系 。飞 机故 障 的发 生是 由于外 界 的各 种 因素 的作 用 和机 体 自身 反 映特 性 两方 面在 一 定条 件 下相 互 作
式 规 则 减 少 了 规 则 的 数 量 ，提 高 了 飞 机 故 障诊 断 专 家 系 统 推 理 的 速 度 和 准 确 性 。
关键 词 ：飞机 故障诊 断 ；知 识表 示 ；知 识库 ；问题 求解 ；逻辑 型产 生式规 则
中 图 分 类 号 ：Ｖ ６ ；Ｔ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ １ ．１ ０ ２７ Ｐ８ ｏ： ． ９ ｊｓｎ１ ２ ６ ７ ． ２０ ． ７ ｌ ９ ｉ ０ ０ ０
机 电产 品 开发 与纠 新
Ｖｏ１ ５． ． Ｎｏ． ２ １ Ｊ ．２ ２ ａｎ ．０１
飞机故 障诊 断专家知 识库 的构造
王 建 军
（ 军 第 一 航 空 学 院 ，河 南 信 阳 ：针 对 飞机 知 识 的特 点 ，给 出 了有 关 飞机 故 障、征 兆与 故 障原 因相 互 关 系的三 个 定 义 ：利 用定 义 ， 采 用逻辑 型 产 生式规 则建 立 了主要 飞 机故 障 的知 识 库 ；在 总 结和 归纳 专 家诊 断 飞机 故 障 经验 的 基 础 上 ，建 立 了飞机 故 障诊 断推理 框 架 ，并 给 出 了推 理 中的核 心 算 法 。 实践 表 明 ．采 用 逻辑 型 产 生
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｏ ｔ ｅ ｃ ｒｃ ｅ ｓｉ ｆａｒｒｔ ａｌ ｅｋ ｗｌｄ ｅ ｈｅｋｎ ｗ ｌｄｇ ａａ ｓ ｆａｒｒｆ ａｌ ｅｉ ｔｕ ｔ ｅ ｓｄ ｏ ｏｇｃｐｒ ｄ ｃ ｎ ｔａ ｔ ｈ ｈａａ ｔｒ ｔ ｏ ｉｃａ￣ｆｉ ｎｏ ｅ ｇ ，ｔ ｏ ｅ ｅｄ ｔｂａｅ ｏ ｉｃａｔｆｉ ｓｓｒ ｃｕｒｄ ｂａｅ ｎ ｌ ｉ ｏ ｕ ｄｏ ｉ ｃ ｕｒ ｕｒ
用 的 结 果 ，如 图 １所 示 。
障 诊 断带来 了新 的问 题 ，依靠 传统 的经验 去诊 断故 障 已
经 满 足 不 了 航 空 兵 部 队 的 需 要 ． 部 队 迫 切 需 要 把 新 技 术
引 入 到飞机 的 故 障诊 断 中来 。利用 先 进 的信 息技 术 和人 工 智 能技 术 ，将 飞机 故 障诊 断学 和故 障诊断 领域 专 家知 识 加 以归 纳整 理 ，使 其 系统 化和 模 式化 ，并 构 造专 家 系 统 ，为航 空兵 部 队提供 飞 机 故障 诊断 与 预防 的辅 助 决策 工 具 ，对提 高训 练 质量 、增 强实 战能 力具 有重 要 意义 。