SDG故障诊断专家系统及其Visual Prolog实现

论文摘要

故障诊断技术大致分为基于模型的方法和基于历史的方法,其中符号有向图SDG模型是一种深层知识模型,能够揭示复杂系统的变量间内在因果关系及影响,是定性仿真的一个重要分支,是一种重要的故障诊断方法。本文在总结前人有关SDG故障诊断研究的基础上,对基于SDG的故障诊断方法进行了系统而深入的研究,着重研究了SDG建模和推理机制,对复杂系统SDG故障传播规律进行了详细的研究,发展并完善了基于图论的故障诊断方法。为了克服SDG模型的固有缺陷,提高诊断分辨率和诊断速度,阐述了将SDG方法和专家系统方法相结合的思想,对基于SDG的故障诊断专家系统进行了详细研究,摒弃了传统由SDG模型推导产生式规则的浅层知识库设计方法,提出直接以SDG图模型深层知识作为所开发专家系统的深层知识库,同时将专家的知识和经验作为浅层知识库。最后对该专家系统的推理机算法进行了详细研究并且给出算法。本文的SDGExpert专家系统是基于Visual Prolog语言实现的,SDGExpert专家系统采用了用户层、中间层、存储层的三层架构设计,完全应用了面向对象程序设计方法,应用了良好的软件设计模式,不仅实现了专家系统应有的功能,还最大程度的实现了SDGExpert专家系统的可复用和可扩展性,以应付以后的进一步开发。文章最后在多功能仿真平台的液位离心泵仿真系统进行了SDGExpert专家系统案例仿真。结果证明该SDGExpert能够发现系统的故障根源,而且软件的友好的用户界面可以直观的对故障模式进行观察。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 相关领域的国内外研究进展
• 1.2.1 故障诊断技术
• 1.2.2 SDG及其应用
• 1.2.3 专家系统的研究与开发
• 1.3 论文的研究内容
• 1.3.1 基于SDG的故障方法
• 1.3.2 基于SDG的故障诊断专家系统设计
• 1.3.3 基于Visual prolog的SDGExpert实现
• 1.3.4 实例研究
• 第二章 基于SDG的故障诊断方法
• 2.1 SDG基本原理
• 2.2 SDG建模与分析方法
• 2.2.1 基于数学模型的方法
• 2.2.2 基于流程图的方法
• 2.2.3 基于经验知识的方法
• 2.2.4 三种建模方法的比较
• 2.3 SDG模型简化
• 2.4 SDG的主要推理机制
• 2.5 基于SDG的故障诊断
• 2.5.1 故障传播的基本规律
• 2.5.2 SDG控制回路分析
• 2.5.3 SDG单故障诊断
• 2.6 实例研究
• 第三章 基于SDG的故障诊断专家系统设计
• 3.1 专家系统
• 3.1.1 专家系统的概念
• 3.1.2 专家系统的结构
• 3.2 SDGExpert诊断专家系统
• 3.2.1 设计功能
• 3.2.2 设计目标
• 3.2.3 SDGExpert诊断专家系统
• 3.3 SDGExpert知识库
• 3.3.1 SDG模型的知识表达
• 3.3.2 SDGExpert知识库特点
• 3.4 SDGExpert推理机
• 3.4.1 SDG推理机概述
• 3.4.2 SDG前向推理技术
• 3.4.3 SDGExpert推理机的搜索控制机制
• 3.4.4 推理机算法
• 第四章 基于Visual prolog的SDGExpert实现
• 4.1 visual prolog语言
• 4.1.1 visual Prolog的由来与发展
• 4.1.2 visual Prolog语言特性
• 4.1.3 Visual Prolog程序结构
• 4.2 SDGExpert软件结构
• 4.2.1 软件结构
• 4.2.2 SDGExpert特点
• 4.3 基于面向对象的SDGExpert设计
• 4.3.1 SDGExpert的图形用户接口设计
• 4.3.2 SDGExpert的推理机
• 第五章 案例仿真研究
• 5.1 MPCE仿真平台
• 5.2 离心泵与液位系统
• 5.3 应用SDGExpert的故障诊断实验
• 5.3.1 建立SDG模型
• 5.3.2 仿真实验过程
• 第六章 结束语
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者与导师简介
• 附件