120-1空气制动机故障诊断专家系统的研究

论文摘要

120-1空气制动机是70吨级重载货车环境下车辆技术的核心制动机构,为保障新型重载货车的安全运行,必须配备精密、智能、高效的综合检测诊断试验系统。120-1空气制动机的可靠性指标给整个铁路系统的安全、可靠性和经济运行带来巨大的影响,故障诊断是保证其可靠性的重要一环,而传统的故障诊断己不能满足现在需要。本文对120-1空气制动机故障诊断专家系统建造中的关键技术进行了研究和设计。本文首先对120-1空气制动机的结构特点和运行机理进行了分析,总结出设备故障原因及种类,并根据专家维修设备经验,得到设备故障诊断及维修建议,结合故障树分析方法设计出故障诊断模式。根据对系统所完成任务及设计要求的分析,设计规划了120-1空气制动机故障诊断专家系统总体结构及各功能模块,并给出了系统的工作流程描述。随后根据知识处理的三个重要环节,首先对知识获方式取进行分类,结合本系统所设计的故障树模式,总结了本系统的知识获取方式;在保证知识库的可用性和有效性的前提下,根据系统的自身特点,分析了本专家系统知识的表示方法,使用“产生式规则+面向对象的框架表示”的知识表示方式,并使用数据库的方式构造系统的知识库。接着本文详细介绍了专家系统正向、反向和双向推理的结构,并分析比较了深度优先搜索法和宽度优先搜索法两种搜索策略,本系统采用了启发推理、不精确推理、演绎推理和正反向推理的方法,在搜索策略上选择深度优先搜索的方法。系统在构建推理机的时候运用了JESS技术,专用的推理机开发工具使得推理显得可靠而完善,使得推理过程简单明了。针对120-1空气制动机故障诊断专家系统中的不确定性推理,本文使用可信度方法对其进行了处理。最后按照系统生命周期法设计和开发了一个基于Web的故障诊断专家系统,本系统在结构上遵照本文提出的结构框架,使用由JSP+Servlet+JavaBean组成的Web应用技术,并将JESS嵌入JavaBean中的方式完成JESS与Java的集成。通过对系统实现的关键技术的分析及系统的正常运行验证了系统诊断的有效性和正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 故障诊断技术的研究与发展
• 1.3 故障诊断专家系统的发展
• 1.3.1 专家系统概述
• 1.3.2 故障诊断专家系统的发展概况
• 1.4 JESS 开发技术
• 1.5 论文研究的主要工作及内容
• 第二章 120-1空气制动机故障分析及其模式设计
• 2.1 120-1 空气制动机概述
• 2.2 120-1 空气制动机故障分析
• 2.2.1 120-1 空气制动机故障特征
• 2.2.2 故障信息的获得
• 2.3 基于故障树的故障模式设计
• 2.3.1 故障树分析法
• 2.3.2 故障树的建立
• 2.4 本章小结
• 第三章 120-1空气制动机故障诊断专家系统总体结构设计
• 3.1 故障诊断专家系统开发的基本步骤
• 3.2 系统的设计思想及要求
• 3.3 故障诊断系统的总体结构与功能模块
• 3.4 故障诊断专家系统工作流程描述
• 3.5 本章小结
• 第四章 故障诊断专家系统的知识处理
• 4.1 知识获取
• 4.1.1 知识获取类型
• 4.1.2 基于故障树的知识获取
• 4.1.3 本系统知识获取
• 4.2 知识表示原则及方式
• 4.3 120-1 空气制动机故障诊断专家系统的知识表示
• 4.3.1 浅层知识的表示
• 4.3.2 深层知识的表示
• 4.4 120-1 空气制动机故障诊断系统的知识库设计
• 4.5 知识库的维护
• 4.6 本章小结
• 第五章故障诊断专家系统的推理机
• 5.1 推理机的推理方式
• 5.1.1 演绎推理、归纳推理和类比推理
• 5.1.2 确定性推理和不确定性推理
• 5.2 推理机的推理方向及推理策略
• 5.2.1 推理方向
• 5.2.2 推理策略
• 5.3 120-1 空气制动机故障诊断专家系统的推理机
• 5.4 120-1 空气制动机故障诊断专家系统的不确定性及处理
• 5.4.1 故障诊断专家系统中的不确定性
• 5.4.2 模糊集理论
• 5.4.3 可信度方法
• 5.4.4 可信度方法在系统中的应用
• 5.5 120-1 空气制动机故障诊断专家系统的诊断推理流程
• 5.6 本章小结
• 第六章基于WEB的120-1空气制动机故障诊断专家系统的实现
• 6.1 系统开发环境选择
• 6.2 数据库的连接
• 6.2.1 JDBC-Java 数据库连接API
• 6.2.2 数据库连接池
• 6.3 Web 应用中的MVC 模式
• 6.4 系统关键技术的实现
• 6.4.1 系统中JESS 的使用
• 6.4.2 系统知识的表示
• 6.4.3 系统故障诊断的实现
• 6.4.4 系统知识的管理
• 6.5 系统在实际中的运行效果
• 6.6 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文及研究成果
• 致谢
• 个人简介