机械故障诊断系统设计与研究

论文摘要

机械设备广泛应用于现代化大生产中,而工业大生产及科学技术的进步又使得机械设备更加复杂化、大型化,传统的机械诊断技术已经不能满足实际的诊断要求。人工智能技术的不断发展与完善,促进了机械诊断技术的改革,因此,研究与应用人工智能与机械故障诊断相结合的技术具有重要意义。本文从生产的实际情况出发,针对通常情况下生产设备工作环境的复杂性及大多数生产单位诊断专家不足的实际情况,分析了专家系统与机械故障诊断技术相结合的相关理论,并重点以生产中广泛使用的异步电动机为诊断对象,设计与研究了电动机故障诊断专家系统,并对其结构和实现的关键技术进行了分析实现。论文首先介绍了机械故障诊断专家系统的构成及其各部分的关键理论,以异步电动机为诊断对象,分析研究了其结构及其故障机理,并设计规则+框架的诊断专家系统。通过故障树分析获取知识,以建立知识库作为本文的研究重点。即将故障树知识和框架表示法相融合,并把故障树最小割集底事件融合到规则表示法的条件中,这种知识表示法不仅能很好的描述电动机的知识构成,而且可以使推理机的设计变得更简洁。故障诊断专家系统的另一个研究重点是推理机的实现技术。论文设计了以正向推理为推理方向,深度优先搜索为搜索策略的推理机。对于故障知识冲突的问题,采用故障原因重要度排序的冲突解决方法,这样可以高效的确定故障部位,推得诊断结果。采用ADO数据库访问技术,对数据库和知识库进行创建与管理,将故障树融合到知识库管理模块中,用户可以在了解电动机具体故障知识结构的前提下对知识库进行更新与管理。最后使用Visual c++ 2005程序开发工具,Access 2003数据库实现了对异步电动机故障诊断专家系统的设计,并经过电动机实验平台的测试验证,证明了其有效性与实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 机械故障诊断技术国内外发展及趋势
• 1.2.1 国外机械故障诊断技术发展概述
• 1.2.2 国内机械故障诊断技术发展概述
• 1.2.3 机械故障诊断技术的发展现状
• 1.2.4 机械故障诊断技术的发展趋势
• 1.3 机械故障诊断方法
• 1.4 论文主要内容
• 第2章 机械故障诊断专家系统原理
• 2.1 专家系统
• 2.1.1 专家系统描述
• 2.1.2 建立专家系统的目的和任务
• 2.1.3 专家系统分类
• 2.1.4 专家系统的基本结构
• 2.2 知识的表示
• 2.2.1 规则表示法
• 2.2.2 框架式表示法
• 2.2.3 面向对象表示法
• 2.2.4 模型知识表示法
• 2.3 诊断推理机制
• 2.3.1 诊断推理
• 2.3.2 诊断过程的推理策略
• 2.3.3 精确推理和不精确推理
• 2.3.4 诊断过程的控制策略
• 2.4 知识获取
• 2.5 本章小结
• 第3章 电动机故障诊断专家系统总体设计
• 3.1 异步电动机故障机理分析
• 3.1.1 异步电动机结构
• 3.1.2 异步电动机工作原理
• 3.2 异步电动机故障原因分析
• 3.3 故障树分析法
• 3.3.1 故障树概念
• 3.3.2 结构函数
• 3.3.3 故障树定性分析
• 3.3.4 故障树分析与专家系统关系
• 3.4 异步电动机故障诊断专家系统开发
• 3.4.1 专家系统体系结构设计
• 3.4.2 专家系统的诊断流程
• 3.4.3 系统各模块功能
• 3.4.4 专家系统软件设计
• 3.4.5 开发工具的选择
• 3.5 本章小结
• 第4章 电动机故障诊断专家系统关键技术实现
• 4.1 知识库设计
• 4.1.1 知识的获取与管理
• 4.1.2 知识表示
• 4.2 推理机设计
• 4.2.1 推理机
• 4.2.2 电动机故障诊断专家系统推理机设计
• 4.2.3 诊断推理
• 4.3 综合数据库设计
• 4.3.1 数据库设计
• 4.3.2 数据库管理接口系统
• 4.3.3 数据库管理
• 4.4. 解释模块
• 4.5 本章小结
• 第5章 电动机故障诊断专家系统实现
• 5.1 专家系统模块结构
• 5.2 系统实现
• 5.3 应用举例
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢