基于故障诊断专家系统的研究

摘 要：随着时代的进步和科技的发展，电力电子技术是一门新兴的综合性技术，这门技术不断发展提升已经达到对电力系统进行调整控制的阶段，而且可以高效率的对电能进行变换，电子电力技术的应用不仅可以提高输电能力，而且可以降低损耗。本文对电子电力技术的应运进行详细的阐述，然后通过简单概括谐波的危害和无功功率的影响，进而引出我国现如今抑制谐波以及无功功率补偿技术的现况。

【关键词】专家系统 测试 故障诊断

1 前言

作为我国陆军部队现役的重要防空武器的一部分，该型地空导弹在部队的配备范围非常广，装备数量众多。由于这个专家系统的地空导弹测试设备科技含量高，技术先进，整体结构比较复杂，为了保证该设备一直处于优质的技术状态，因此配发了专业的导弹测试设备。本文根据该型地空导弹测试设备研究出了一种基于专家系统的故障诊断的设计方案，通过对重要性能参数知识库的构建，进而可以快速准确的定位出故障，并提出了修改的建议和措施。

2 对某型地空导弹测试设备故障诊断流程的分析

作为整个武器装备系统的主要组成部分，导弹测试设备肩负着检验导弹的主要性能参数和验证导弹的质量是否符合技术要求的重任，同时还是决定导弹是否能够顺利发射并且对目标成功击毁的重要关卡。导弹测试设备的故障主要包括三大部分：一是导弹测试设备是否能够正常启动；二是导弹测试设备是否能够通过自我检修；三是导弹测试设备能不能进行有效的综合测试。另外需要注意的是，在对导弹测试设备进行故障诊断的时候也要按照这个顺序先后进行故障诊断。在故障诊断的过程中一旦发现前一环节存在着故障，首先要对这一故障进行有效的排除，故障排除后才能顺利的进行下一环节的故障诊断。

导弹测试设备故障诊断要经过这几个环节：最关键的就是要对设备的故障进行科学的判断，对故障的特点加以辨析，进而在专家系统下进行专业的诊断。首先要针对导弹测试设备的故障现象进行简单的知识推理，进而判别出有可能会导致故障发生的功能组合，其次，然后在专家经验的指导下对每一对功能组合进行可信度的判定，这样就可以通过对可信度的科学排序按高低对每对组合进行深入的知识推理，如此便可以将和功能组合相联系的测试通道通过科学的手段推测出来。最后，对测试通道中的关键测试点进行有效的测试来找出故障并将之排除。一旦故障被排除，使用者就可以依据专家或者工程师提供的专业知识对知识库进行正确的修改，保证下一环节推理的开展。但是如果没有出现新的知识库，则宣告推理的失败。

3专家系统的使用模式

专家系统的导弹测试模式在使用的过程中，需要和导弹测试系统进行密切的配合来完成故障的诊断，它的使用模式如下图：

由上图显示可知，测试系统会给需要检测的目标（导弹）发出鼓励的信号，同时会检测出相应的回应信号，这样测试系统就可以含有故障信息的回应信号提交给专家系统，专家系统可以依据所收到的故障信号在结合系统内部预先存储好的故障指示进行设备的故障推理工作，就能有效地得到故障发生的原因，在此基础上，专家系统就可以利用人机接口把设备的故障和故障发生的原因及时的反映给用户。

另外，在专家系统和测试系统二者之间进行的数据交换上，测试系统会将输出的设备的故障信息存进设备故障存储器里，然后专家系统就可以从故障存储器里对设备的故障现象进行读取和分析，故障存储器实质上就是连接专家系统和测试系统二者之间的桥梁。随着当今计算机技术的突飞猛进，这种存储器有众多的实现形式，比如：中间文件、动态数据链接库等。

在进行软件设计时，可以把存储器的研发成动态的形式。具体来说就是在测试系统把设备故障信息输入到存储器的同时，专家系统也能在同一时间有效的读取存储器中的设备的故障信息。故而专家系统就能及时有效的对故障进行检测和诊断。如此一来，在专家系统中采用动态存储器技术有效的推动了实现故障的智能化和自动化的目标，进而大大减少了故障检测人员的工作量。

4 对专家系统的总体构造的分析

专家系统的总体构造和平常的专家系统构造大致相同，主要由以下六大块构成：

（1）人机接口板块。这个板块主要用是专家系统和知识工程师、领域专家和一般用户之间的交流的平台，是该系统管理和控制的中心。它主要包括输入和输出两大内容。知识工程师把从领域专家处得到的相关专业知识直接以系统常用的语言进行输入，进而对知识库加以更新，这样用户就可以通过输出的信息对推理过程进行解释。

（2）知识库板块。知识库板块就是存储知识的机构，它主要用于保存那些领域内的理论性知识、专家的实践经验以及与之相关的事实。知识库主要包括浅层和深层的知识库，这两种知识库可以进行相互之间的互补。

（3）知识库管理板块。这个板块主要是指通过对从领域专家那里获取的知识录入知识库后再加以知识完整和统一的维护，进而建立健全知识库。这个工作主要由知识工程师负责，他可以不断地输入新的知识，或者通过实践归纳出新的知识，亦或者对原知识库中错误的知识加以修改或删除来完善知识库。

（4）推理板块。这个板块是专家诊断系统的核心板块，主要通过对知识库信息的有效利用再结合科学的推理去解决遇到的问题。它也包括深知识和浅知识的推理。故障发生时要先进行浅知识的推理，确定故障出现的主要模块，然后通过深层次的知识分析缩小范围，最后利用神经网络诊断故障。

（5）解释机板块。这个板块主要是合理的解释推理过程和结果，进而答复用户的问题，让专家系统更加透明化。另外，他还能及时的发现知识库以及推理的错误，进而有助于系统研发者对系统进行维护。

（6）综合数据板块。这个板块主要负责保存那些用户提供的原始信息，问题现象以及系统检测过程中获取的结果和信息。这些内容再以数据的组织方式存储在这个板块中，同时数据会随着设备的运行不断地发生变化。

5 结语

该型地空导弹测试设备的内部构造十分复杂且技术含量高，因此，研发出了这个基于专家系统的故障诊断系统，它的出现大大解决了故障诊断的时效性，同时还提高了装备技术保障的水准。

参考文献

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[4]张晶.某型自行火炮综合电气系统故障诊断专家系统[J].兵工自动化，2010（03）.

作者单位

1.武汉军械士官学校导弹系地空导弹教研室 湖北省武汉市 430075

2.总装备部武汉军代局长沙军代室 湖北省武汉市 430075

3.总装备部重庆军代局北碚军代室 重庆市 404100