基于CLIPS的数控机床故障诊断专家系统

论文摘要

数控机床在中国发展迅速,并得到了广泛的应用。它具有高精度、高效率的特点,是一个十分复杂的系统。在生产现场中,机床发生故障的几率非常大,如果发生的故障不能及时解决的话,会给用户带来一定的经济损失。为了解决这个问题,建立专家系统以便对数控机床的故障进行诊断是很有必要的。本文研究了专家系统的原理以及开发方法,选用的总体解决方案是:用专家系统开发工具CLIPS构建专家系统的知识库及推理机,用VC++6.0构建人机接口界面,然后将CLIPS嵌入到VC++6.0中,实现整个专家系统的功能。本专家系统根据故障树分析法,知识库中的知识采用了“框架+产生式规则”的知识表达方式;推理机的推理机制采用了正反向混合推理的推理方法,广度优先搜索和深度优先搜索相结合的推理策略,通过对故障树的逐层搜索,可以实现对所获取故障征兆的推理诊断。本文的最后,以GXU-ONCS铣削数控小型机床对本专家系统进行了试验论证。本课题的研究方法和成果为开发实现数控机床故障诊断专家系统提供了理论依据和实践经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 课题的研究意义
• 1.3 课题的发展、研究现状及水平
• 1.3.1 数控机床故障诊断技术的发展、研究现状及水平
• 1.3.2 故障诊断专家系统的发展、研究现状及水平
• 1.3.3 CLIPS专家系统的发展、研究现状和水平
• 1.4 本论文研究的目标和主要内容
• 第二章 数控机床故障诊断专家系统总体结构
• 2.1 数控机床故障诊断专家系统的总体结构
• 2.2 数控故障诊断专家系统各结构模块功能及其实现方式
• 2.2.1 人机接口界面
• 2.2.2 知识获取和知识查询模块
• 2.2.3 征兆获取模块
• 2.2.4 知识库模块
• 2.2.5 动态数据库模块
• 2.2.6 推理机模块
• 第三章 基于CLIPS的专家系统知识库和推理机
• 3.1 数控机床故障诊断专家系统的CLIPS开发
• 3.2 数控机床故障树分析法
• 3.2.1 数控机床故障分析
• 3.2.2 故障树分析法
• 3.2.3 数控机床故障树的建造
• 3.2.4 故障树与专家系统的联系
• 3.3 专家系统知识库
• 3.3.1 知识表达方式
• 3.3.2 专家系统知识表达
• 3.3.3 专家系统知识获取
• 3.4 专家系统推理机
• 3.4.1 推理方法
• 3.4.2 推理策略
• 3.4.3 专家系统推理机制
• 3.4.4 专家系统推理冲突消解
• 3.4.5 专家系统推理结果
• 3.4.6 专家系统推理实例
• 3.5 调试运行CLIPS推理程序
• 第四章 专家系统接口技术
• 4.1 本专家系统采用的软件及接口技术
• 4.2 CLIPS嵌入技术
• 4.2.1 CLIPS嵌入背景
• 4.2.2 直接嵌入方式
• 4.2.3 动态链接库（DLL）嵌入方式
• 4.2.4 生成自己的CLIPS.DLL
• 4.3 Access数据库连接技术
• 4.4 伺服驱动与PC串口通讯技术
• 4.5 运动控制卡函数库调用技术
• 第五章 专家系统实验及分析
• 5.1 专家系统推理界面
• 5.2 模拟试验
• 5.2.1 导轨爬行试验
• 5.2.2 过电流报警试验
• 5.2.3 其它模拟实验
• 5.3 联机试验
• 5.3.1 联机试验平台
• 5.3.2 限位报警实验
• 5.3.3 过载报警实验
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况