引起軸向柱塞泵故障的原因較多，故障原因與故障癥狀之間并不一一對(duì)應(yīng)。本節(jié)以scY14-1型軸向柱塞泵為診斷對(duì)象，設(shè)計(jì)軸向柱塞泵故障診斷專家系統(tǒng)。
1、系統(tǒng)各功能模塊
本系統(tǒng)由多級(jí)功能模塊組成，主模塊包括癥狀獲取模塊、知識(shí)庫(kù)管理模塊、診斷推理蝴塊、診斷解釋模塊和系統(tǒng)維護(hù)模塊，如圖1所示。
系統(tǒng)各模塊的主要功能介紹如下：
(1)癥狀獲取模塊：由自動(dòng)獲取和交互獲取兩項(xiàng)成。癥狀獲取模塊通過各種方式獲取診斷處理的有關(guān)信息，如從數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)獲取，或通過人機(jī)交互的方式獲取。
圖1故障診斷專冢系統(tǒng)功能示意
(2)知識(shí)庫(kù)管理模塊：由事實(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、條件庫(kù)和結(jié)論庫(kù)組成。該模塊能為知識(shí)庫(kù)的建立和維護(hù)提供各種操作。借助于該模塊，用戶(只針對(duì)特權(quán)用戶)可以方便地對(duì)事實(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、條件庫(kù)和結(jié)論庫(kù)進(jìn)行輸入、修改、添加、刪除、瀏覽等操作。
(3)診斷推理模塊：該模塊只有一個(gè)規(guī)則推理項(xiàng)。系統(tǒng)根據(jù)獲得的癥狀信息，啟用有關(guān)規(guī)則進(jìn)行推理，最后給出可能的故障原因。
(4)診斷解釋模塊：由推理過程和中間結(jié)果兩項(xiàng)組成。該功能可以存儲(chǔ)初始的診斷信息和診斷推理過程中的各種信息，并對(duì)本身的推理過程做出解釋。
(5)系統(tǒng)維護(hù)模塊：由一般用戶和特權(quán)用戶兩項(xiàng)組成。一般用戶與特權(quán)用戶主要的區(qū)別就是一般用戶不能對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行添加、刪除、修改等操作。
2．知識(shí)庫(kù)
SCYl4—1型軸向柱塞泵容易出現(xiàn)以下7種典型故障。
①不排油或無壓力。
②輸出流量不足。
③壓力不足。
④異常發(fā)熱。
⑤振動(dòng)噪聲大。
⑥軸封漏油。
⑦壓力不穩(wěn)定，流量不穩(wěn)定。
因此，對(duì)每種故障現(xiàn)象建立故障樹，分故障現(xiàn)象設(shè)計(jì)不同的知識(shí)庫(kù)。在人機(jī)對(duì)話推理過程中，選擇要診斷的典型故障現(xiàn)象，調(diào)用相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)，然后進(jìn)行推理，從而避免了推理過程中的“組合爆炸”。綜合考慮現(xiàn)有的知識(shí)表示方式及故障原因和故障征兆間的因果關(guān)系，確定采用基于規(guī)則的知識(shí)表示方式對(duì)故障及故障原因進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織。產(chǎn)生式規(guī)則的表達(dá)形式是：if P then Q，或者卜Q。其含義是：如果前提P被滿足，則可推出結(jié)論Q或執(zhí)行Q所規(guī)定的操作。
以軸向柱塞泵“輸出流量不足”故障建立故障樹，如圖4—40所示。其中，頂事件A為“輸出流量不足”。中間事件：B1為“容積效率低”，B2為“產(chǎn)生氣穴”，B3為“產(chǎn)生氣泡”，C1為“泵內(nèi)部零件磨損，泄漏嚴(yán)重”，C2為“泵裝配不良”。底事件1、2、3為引起B(yǎng)3的原因事件，4和5為引起C1的原因事件，6和7為引起C2的原因事件，8～18為引起B(yǎng)2的原因事件。
圖2軸向柱塞泵“輸出流量不足”故障樹
設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)時(shí)將創(chuàng)建事實(shí)庫(kù)、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、規(guī)則條件庫(kù)和規(guī)則結(jié)論庫(kù)5個(gè)庫(kù)。
事實(shí)庫(kù)用于存放所有故障、故障原因等文字性描述，并對(duì)每一條信息編碼，碼值以每個(gè)故障名稱縮寫為前綴，如FR001(圖2中的A)表示軸向柱塞泵輸出流量不足。
全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)用于存放問題的初始事實(shí)、推理得到的中間結(jié)論以及最后結(jié)果等。例如，軸向柱塞泵發(fā)生某故障，全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中有輸出流量不足(A)、產(chǎn)生氣泡(B3)等初始故障信息和事實(shí)，推理過程中得到的規(guī)則沖突集以及最終結(jié)論等。
規(guī)則庫(kù)存放每一條故障規(guī)則，并對(duì)每條規(guī)則進(jìn)行編碼，如FRRule001表示if A then B1等。由于此故障樹中只有或節(jié)點(diǎn)，不存在與節(jié)點(diǎn)，因此在拆分成故障樹時(shí)由或連接的父子節(jié)點(diǎn)，應(yīng)拆分成對(duì)應(yīng)子節(jié)點(diǎn)數(shù)目的幾條規(guī)則。例如，圖2中A與B1、B2、B3之間由或連接的父子節(jié)點(diǎn)，應(yīng)拆分為規(guī)則：if A then B1，if A then 132，if A then 133。
規(guī)則條件庫(kù)中存放的是各條規(guī)則的條件部分，每個(gè)條件對(duì)應(yīng)一條記錄。
規(guī)則結(jié)論庫(kù)中存放的是各條規(guī)則的結(jié)論部分。
3．推理機(jī)與系統(tǒng)
圖3 正向推理流程
推理就是根據(jù)一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷，推導(dǎo)出另一個(gè)新判斷的思維過程。推理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心部分。本專家系統(tǒng)采用正向推理策略，從已知的故障現(xiàn)象出發(fā)，依據(jù)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，一步一步地推導(dǎo)出最終的故障原因。其推理流程圖如圖3所示。本系統(tǒng)的開發(fā)采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，利用Visual Basic結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)。如圖4—42所示是知識(shí)庫(kù)管理界面，用戶可以對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行添加、修改、刪除、查詢等操作。用戶可以根據(jù)推理機(jī)設(shè)計(jì)的思路輸入故障現(xiàn)象，逐步找出導(dǎo)致故障發(fā)生的最終故障原因。
圖4知識(shí)庫(kù)管理界面 四柱液壓機(jī)雙作用液壓缸方向控制回路故障的原因分析
網(wǎng)站管理 蘇ICP備2023009515號(hào)
