基于二叉树的机车故障模糊诊断专家系统

论文摘要

为实现机车故障的计算机高速智能诊断,本文以机车故障诊断专家系统为平台,通过引入二叉树和模糊数学的理论,提出了二叉故障树的模糊分析方法,并以此为基础,研究并设计了基于二叉故障树模糊分析法的新型机车故障诊断专家系统。该系统在原有系统的基础上,通过二叉树理论将传统的故障诊断流程转换为二叉故障树的逻辑模型;通过模糊数学理论将语意模糊的故障描述转换为可定性定量分析的数学表示;通过动态数据库系统将代码推理转换为基于规则表示的流程推理,最终达到了诊断速度快、推理效率高、知识库易于存储和维护、能对不确定的故障现象进行定性定量分析等目标,实现了真正意义上的机车故障的智能诊断。本论文的重点有三方面的内容:一、二叉故障树的建立;二、基于模糊理论的二叉故障树分析法;三、基于二叉故障树的知识库和推理机的设计。首先,本文分析了原有故障诊断系统的不足并结合专家系统的国内外发展现状,提出了本文的研究内容,目的和意义。其次,本文介绍了基于二叉故障树模糊分析法的机车故障诊断专家系统的总体结构、各子系统及其功能模块的作用及联系和系统的开发环境。接着针对二叉树和模糊推理两大关键的基础理论,查找国内外相关技术资料,分析和筛选最优方法,提出了基于模糊理论的二叉故障树模糊分析方法,为实现机车故障的高效推理打下坚实基础。最后结合前面所有的研究成果以及动态数据库技术,总体宏观把握,设计出一种基于规则表示的知识库系统和模糊推理机,最终实现了机车故障的高效诊断。本系统从实际应用出发,站在先进的人工智能专家系统和模糊推理理论的高度,为国内专家系统的研发打开一条新思路,具有重要的理论和现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的背景及目的
• 1.3 专家系统的国内外研究现状分析
• 1.4 本文主要工作及论文结构
• 1.5 本章小结
• 第2章 基于二叉故障树的诊断系统的总体结构
• 2.1 专家系统的总体结构
• 2.2 系统开发环境及开发工具介绍
• 2.3 本章小结
• 第3章 二叉故障树的建立
• 3.1 故障树分析法
• 3.2 一般故障树的建立
• 3.2.1 一般故障树的建立步骤
• 3.2.2 一般故障树中使用的符号
• 3.2.3 一般故障树的实例分析
• 3.2.4 一般故障树的局限性
• 3.3 二叉故障树的建立
• 3.3.1 二叉树的概念
• 3.3.2 二叉故障树的建立
• 3.4 二叉故障树的优点
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于模糊理论的二叉故障树模糊分析法
• 4.1 模糊数学理论的概念
• 4.2 基于可信度的模糊理论
• 4.2.1 信任度、不信任度和可信度
• 4.2.2 基于可信度的模糊计算
• 4.3 将加权值引入基于可信度的模糊推理模型
• 4.3.1 加权值的表示
• 4.3.2 加权值的模糊计算
• 4.4 基于可信度的模糊推理在二叉故障树中的应用
• 4.5 实例分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于二叉故障树的知识库设计
• 5.1 领域知识的获取
• 5.2 领域知识的表示
• 5.2.1 二叉故障树的三叉链表存储方式
• 5.2.2 二叉故障树的产生式表示法
• 5.3 领域知识的管理
• 5.4 本章小结
• 第6章 基于模糊推理的推理机设计
• 6.1 推理方向的选择
• 6.2 模糊推理机制的计算机模拟
• 6.3 本章小结
• 第7章 结束语与展望
• 7.1 结束语
• 7.2 展望
• 7.3 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 研究生期间发表的论文
• 附录二 研究生期间参与的项目