故障诊断专家系统介绍

知识表示方案对专家系统来说是非常重要的，它直接
关系到专家系统的成败。实现这一要求的有效手段是
把知识与使用知识伪程序相分离，即把知识库和推理
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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) 预测型(Prediction)专家系统 ：这类系统根据处 理对象过去和现在的情况去推测其未来发展趋势，
如各种气象预报系统、军事预测系统I&W等。
源自文库
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(3) 诊断型(Diagnosis)专家系统 这类系统根据输入 信息推断出处理对象中可能存在 的故障，如计算机 硬件故障诊断系统DART、核反应堆故障诊断系统 REACTOR、感染病诊 断与治疗系统MYCIN、旋 转机械故障诊断系统EXPLORE-EX、透平机械故障 诊断专家系统TUBMAC等。
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二、知识库
1. 定义：专家知识、经验及书本知识的存储器
2. 知识表示
1）对知识表示的基本要求（三个基本要求）
①表示方案应便于知识的修改和扩充；
②表示方案应尽量简单易懂；
③ 表示方法应清晰明确。因为专家系统的建造过程是一
个不断扩充和完善的过程，因此，便于修改和扩充的
三、知识的获取 知识获取的方法：有*机械式、条件反射式、*传授 式、演绎式、归纳式、猜想证实式、*反馈修正式、 类比式、联想式、灵感与偶发式等，
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四、推理机制 1.推理分类 2.推理控制策略 3.推理搜索策略 4.似然推理
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3）产生式表示(或规则表示）
其一般形式为
P
Q（即IF … THEN…)
左部分表示前提（条件或状态），右部分表示若干
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如：出现异常振动则振幅大。对于复杂的故障用树
枝状表示。
振动峰值大
基频振动
低频振动 二倍频振动 广谐振动
不平衡 热弯曲 油膜涡动 支承问题 轴裂纹 不对中 摩擦
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。
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4. 专家系统的特点 1）应用范围广 2）诊断水平高 3）诊断效率高
5. 专家系统的组成 一般由五部分组成：知识库、推理机、数据
库、解释程序和知识获取程序。 实用的专家系统还有其它中间环节。
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数据库管理
任务管理
数据库 推理机 知识库 知识表示 知识库管理
工况分析
诊断结果解释
动态黑板 工况报表
诊断结果
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实用的专家系统
知识获取 诊断实例
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6.专家系统分类
(1) 解释型(Interpretation)专家系统：这类系统通 过分析所采集到的数据进而阐明这些数据的真实含 义，如由质谱数据解释化合物分子结构的 DENDRAL系统、由声纳信号识别舰船的HASP／ SIAP系统、语音理解系统HEARSAY等。
油膜震荡
联轴器问题
……
……
注：与事故树类似
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2. 产生式表示的优缺点 3. 优点: 4. ① 模块化 ； 5. ② 自然性 ； ③ 一致性。
主要缺点：
① 推理效率低 ；
② 非通用性；
③ 依赖于已有的经验。
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3.不确定知识表示 1）随机性知识 2）模糊性知识 3）未确知性知识
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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
3.
1）知识结构的需要
4.
2）故障诊断应用上的需要
5. 系统复杂性及故障复杂性所决定
6. 3. 专家系统所能解决的问题
7. 机械系统诊断中的复杂问题；能达到专家水
(4) 调试型(Debugging)专家系统 这类系统给出已确
认故障的排除方案，如石油钻探机械故障诊断与排
除系统Drilling Advisor等。
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(5) 维修型(Repair)专家系统 这类系统制定并实施 纠正某类故障的规则，如诊断排除内燃机故障的 DELTA系统、电话电缆维护系统ACE等。
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(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。
(6) 规划型(Planning)专家系统 这类系统能根据给 定的目标制订行动计划，如电子线路布线系统 PROTEL等。
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(7)设计型(Design)专家系统 这类系统能根据给定 的要求形成所需要的方案或图样， 如DEC公司的 计算机总体配置系统XCON。
(8)监测型(Monitoring)专家系统 这类系统多用于 完成实时监测任务，如REACTOR 系统和高危病 人监护系统VM等。
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
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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。