无人机飞控系统故障诊断专家系统设计

图 １ 无人机飞行 控制系统故障诊断专家 系统总体结构 图
收 稿 日期 ：０ １ １－ ７ ２１－２０
作者简 介 ： 学初（ ９ ３ ） 男 ， 孙 １８ 一 ， 辽宁盖州市人 ， 硕士 ， 研究方 向： 专家系统 ， 故障诊断 。
《 装备制造技术）０ ２ ２ １ 年第 ２ 期
． 本系统 主要 对该型号无人机 的计算机 系统 ， 传 ２４ 推 理过 程 感器系统 和伺 服作动系统进行检测 ，故 障的具体信 图２ 为故障的推理 网络。 息 以故பைடு நூலகம்单元 表示 ， 而每一个故障单元 ， 又可 以用如 下 的结构体表示 ，通过为每个被测单元声 明一个结 构数组 ， 各个表之间的联系 ， 主要靠表之间的索引号 进 行关 联 。
）
对于该推理网络 ， 我们已知如下规则 ：
Ｒ ：Ｆｓｍ ｏ ｌＩ ｓｒ ｅ ｘ （ ） Ｈ１
Ｒ ：Ｆｓｍ ｏ Ｔ Ｅ （ ０ ，． ０ １ Ｈｌ ２Ｉ ｓｒ Ｈ Ｎ １０００ ０ ） ｅ Ｙ ０ Ｒ ：Ｆ Ｈ１ Ｔ Ｅ ６ ，．１ ３Ｉ Ｈ Ｎ（ ５ ００ ）
一
的规 则 ， 行有 效 地 推理 ， 出正确 的结 论 。 进 得
其体系结构如图 １ 所示 。
表达方式又对问题的求解起 到了重要的作用 ，为 了 更好地表达知识 ，我们在传统的知识表达方式的基 础之上 ， 结合无人机飞行控制 系统的具体特点 ， 采用 了分类分析与现象抽象 的办法 ，建立 了适合本系统 的知识表达方式 ： Ｉ ＦＥＴ Ｎ （ Ｓ Ｌ Ｈ ＨＥ Ｌ ， Ｎ） 本 系统将每一个问题 的原 因，都 经过了具体的 抽象后 ， 归纳为两个方面。这样 即做到了找出故障的 主要 问题 ， 又利 于 数 据 的有 效 存 储 ， 高 了 系统 的 推 提 理 效率 。
Ｓｒ ｃ Ｆ ｕ ｆ ａｒ ｅ ｔ ｔ ａ ｈ ｅ ｔｕ ｕ
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／故 障编 号 ／
图 ２ 故 障 的 推理 网 络 图
Ｃ ａ＊ ａｌ ｎｍ ； ，故 障名 称 ｈｒ Ｆ ｕｔ ａ ｅ ＿ ／ Ｆ ｃ ｏｅ ａｌ ｒａｏ； 故 障原 因 ａｔ ｔ＊Ｆｕｔ ｅｓｎ／ Ｎ ＿ ／ Ｃ ａ＊Ｍａ ＿ ｅ ｏ； ，专 家 建议 ｈｒ ｉ ｍ ｔ ｄ ， ｎ ｈ
１ 飞控 系统 故障诊 断专家系统体 系结构 ２ 专家 系统 的具体设计
无人机飞行控制 故障诊断专家系统 ，实际上是 ． 个 智 能 的软 件 ，其 内 部包 含 了大量 的飞行 控 制 领 ２ １ 故 障知 识库 的建 立 由于无人机 飞行控制 系统 的复杂性 ，给我们进 域专 家的理论与实践经验 ，并将这些经验进行合理 行 故 障分 析 ， 知识 表达 带来 了很 大 的不 便 。而 知识 的 的 抽象 ， 为 知 识 。再 根 据 这些 知 识 ， 变 通过 制 定相 关
２２ 建 立 推理 机 制 －
：Ｆｓｍ ｏ Ｉ ｓｒｘ ｅ ｘ
（
） ２
推理 过程 ， 就是对某一 问题 的求解过程 ， 求解结 果 的品质与求解 的效率 ， 依赖于求解的方法嘲 。对于 推理方法的分类 ，可 以将其分为确定性推理和不确 定 性推 理 。 确定性 推理 ， 是建立在经典逻辑基础上 ， 运用确 定性知识进行的一种精确性 、 单调性推理。 结合 系统 的特点 ，本文采用 了不确定性 的推理
飞控 系统是无人 机机载设备 的重要组成部分 ， 其 中， （） １ 故障知识库 。 用于存储无人机飞行控制领域 承担着飞机姿态稳定 、 导航 、 导引 、 进场 、 着陆等重要 作用 ， 在很大程度上决定 了无人机 的性能与安全。因 专家的专业知识和维护人员在维护过程中积累的维 此， 在地 勤维护工作 中， 高效率 、 高品质地完成检测 护经验 。 （） ２ 综合数据库 。用于存储系统 的初始数据 ， 检 任务 ， 是保证飞机安全的重要 因素。 但长期 以来 ， 航空 电子设备 的故障诊断 ， 主要是 测方法 ， 以及在进行推理过程中所得到的中间信息。 靠人工完成 ， 导致检测效率低下 ， 不能满足航空电子 （） ３ 知识获取模块。 用于获取维护人员与专家的 设备故障诊断的要求 。 相关知识。 。 （） ４ 推理机 。 专家系统 中实现基于知识推理的部 为 了改善这种状况 ，本文提出了采用专 家系统 的故 障诊 断方 法 。该 方法 可 以使 外场 测 试 的 准确 性 件 ， 是基于知识 的推理在计算机中的实现 。 （） ５ 解释说明机制。 对知识库 中的规则和诊断结 有很 大提 高 ， 同时还提 高了检测 的效率 ， 并降低了对 果给 出合理 的解 释 ， 用一 种易于理解 的形 式表达 并 外场人员 的技术要求 ， 保证了无人机系统 的可靠性 、 可维 护 性 和安 全性 【 ” 。 出来 。 （） ６ 人机接 口。即是我们通常所说的界面。
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无人机飞控 系统故 障诊 断专家 系统设计
孙学初 。 陈小平
（ 电子科技大学 空天科学技术研究院 ， 四川 成都 ６ ３ ） １７ １ １
摘 要： 针对无人机 飞控 系统的特点和维护要求 。 绍 了ＭＢ Ｔ故障诊断专 家 系统 的设 计思路和 实现 方法 ， 介 Ｉ 构建 了无人 机飞控 系统故 障诊 断专 家系统的体 系结构 。 深入研 究了如何 建立故 障知识 库、 制定推理机 削、 组建综合数 据库 和故 障
解释 ， 并结合某型号给出了具体的示例。在工程实际使用过程中，＇ｔ４ －ｇ＃用本系统对无人机飞控系统进行有效维护。 ｑ
关键词 ： 飞控 系统 ； 家系统 ； 专 故障诊断 ； 无人机
中图分类号 ： Ｐ１ ２ Ｔ ８
文献标 识码： Ａ
文章编 号： ６ ２ ５ ５ （ ０ ２）２ ０ ６ － ３ １ ７— ４ × ２ １ ０ － ０ ６ ０