基于Pocket PC的坦克便携式故障诊断专家系统技术研究

论文摘要

随着现代科学技术的飞速发展并在军事领域的广泛运用,部队的作战指挥能力和综合协同保障能力均得到了明显的增强。同时,也使得武器系统的规模越来越大,武器装备的结构越来越复杂,故障发生的概率也随之增加。这就需要一批维修技术全面、素质高超的维修保障技术人员作为坚强的后盾;然而由于部队编制、人员流动等原因,导致部分维修技术人员故障诊断技术不高、整体素质偏低,当前部队装备维修时采用的技术手段和方法较为落后。因此,整合维修工程师的经验、计算机技术、网络通信技术和智能故障诊断技术,研究开发一种基于故障诊断专家系统的便携式维修工具,帮助装备保障工作人员快速、准确地找出故障原因和提供维修建议;对于武器装备快速抢修具有现实意义,也有利于解决经验丰富的维修人员流失、高龄化和年轻的系统维护人员培养困难问题。在多年实践研究的基础上,我们设计了一种应用于Pocket PC平台、基于关系数据库技术的故障诊断专家系统模型。系统采用分离式结构设计,具有良好的模块性和可扩充性,由知识库、推理机、解释机、知识获取器和人机接口等部分构成;采用人机界面与用户交流的方式,根据用户提供的故障线索及使用存储在数据库中的经验规则数据,按一定的推理策略进行推理,引导用户对装备故障逐步进行深入诊断,最终确定故障原因及部位,并提出维修建议或解决方案。本文从基础理论、知识预备入手,着重阐述了知识库构建和推理机设计。从知识表示方法、数据库建模、知识库维护管理、数据挖掘辅助知识获取和推理机简化设计等方面进一步进行了论述。专家系统采用基于产生式规则的知识表示方法,并根据对象的层次结构,应用关系型数据库技术实现知识库;针对基于产生式规则专家系统知识获取难的问题,提出并讨论了基于Apriori Pro算法的关联规则数据挖掘技术来对历史数据进行挖掘自动辅助知识获取的方法。同时,融入了数据库技术的优点,将关系数据的查询方法应用于知识的搜索中,以匹配引导推理,以过滤机制加快搜索,使推理更加简单、高效。实验结果表明:本文提出的专家系统整体结构设计合理,采用的部分方法和技术新颖,能够达到设定的功能需求,实现预期的工作目标,具有一定的实用价值。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题来源与研究意义
• 1.2 国内外、军内外研究现状
• 1.3 论文主要工作及篇章结构
• 1.4 小结
• 2 故障诊断与专家系统
• 2.1 故障诊断概述
• 2.1.1 故障与故障诊断
• 2.1.2 故障诊断方法与过程
• 2.1.3 故障诊断的历史与发展
• 2.2 专家系统简介
• 2.3 专家系统知识库
• 2.3.1 知识表示
• 2.3.2 产生式规则表示法
• 2.3.3 产生式规则数学模型
• 2.3.4 数据库与专家数据库系统
• 2.3.5 产生式规则的数据库表示
• 2.4 专家系统推理机
• 2.4.1 推理方法
• 2.4.2 推理方向
• 2.4.3 搜索策略
• 2.4.4 冲突消解
• 2.4.5 解释机设计
• 2.5 小结
• 3 嵌入式系统与 Windows CE
• 3.1 嵌入式系统概述
• 3.2 嵌入式操作系统简介
• 3.2.1 嵌入式操作系统简介
• 3.2.2 嵌入式操作系统发展简史
• 3.2.3 常见的嵌入式操作系统
• 3.3 Windows CE 操作系统概述
• 3.4 Windows CE 系统应用编程
• 3.4.1 Windows CE 操作系统的开发工具
• 3.4.2 Windows CE 操作系统下ADOCE 数据库编程
• 3.5 小结
• 4 基于 Pocket PC 的坦克便携式故障诊断专家系统设计
• 4.1 课题需求分析与系统方案设计
• 4.1.1 课题需求分析
• 4.1.2 系统方案设计
• 4.2 基于关系型数据库技术的知识库构建
• 4.2.1 规则设计
• 4.2.2 知识库设计
• 4.2.3 知识库实例
• 4.3 基于数据库技术的知识库维护管理
• 4.3.1 系统结构设计
• 4.3.2 知识获取方法
• 4.3.3 知识库编辑器
• 4.3.4 知识检测与求精
• 4.4 基于Apriori Pro 算法的辅助知识获取技术研究
• 4.4.1 关联规则数据挖掘
• 4.4.2 Apriori 关联规则经典算法及其改进
• 4.4.3 Apriori Pro 算法在坦克故障诊断专家系统的应用研究
• 4.5 基于数据库技术的推理机实现
• 4.5.1 推理机设计
• 4.5.2 实例分析
• 4.6 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录