汽車綜合性能檢測線實(shí)時(shí)故障診斷專家系統(tǒng).pdf

1、隨著現(xiàn)代交通事業(yè)的發(fā)展，汽車保有量的迅速增加，車輛交通安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排已經(jīng)成為人們十分關(guān)注的重大問題。 汽車綜合性能檢測是各級(jí)交通運(yùn)輸部門實(shí)施車輛管理的重要內(nèi)容。汽車檢測是指確定汽車技術(shù)狀況或工作能力的檢查。車輛經(jīng)過長期使用，其技術(shù)狀況逐漸變壞，出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性變差、動(dòng)力性下降及可靠性降低等不良現(xiàn)象。如果按照一定周期有規(guī)律地檢驗(yàn)車輛技術(shù)狀況，并采取相應(yīng)的維修措施，則可延長汽車的使用壽命，提高汽車的技術(shù)性能、完善安全機(jī)構(gòu)，對預(yù)防

2、交通事故，減少環(huán)境污染，保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全，增進(jìn)人們身體健康都具有重要意義。 汽車檢測系統(tǒng)是個(gè)龐大而復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)，檢測過程中往往不能停機(jī)調(diào)修，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障又會(huì)引起檢測數(shù)據(jù)的改變而使之失去準(zhǔn)確性和公證性。因而要求系統(tǒng)必須具有高的可靠性，如果系統(tǒng)發(fā)生故障也須在短時(shí)間內(nèi)使其恢復(fù)正常。 汽車檢測線能夠同時(shí)允許5臺(tái)車在線檢測，平均每3～4分鐘檢測1臺(tái)車，每天要檢測100多輛車。這樣高速運(yùn)轉(zhuǎn)的檢測線，任何一臺(tái)檢測設(shè)備發(fā)

3、生故障，都會(huì)造成本工位的檢測項(xiàng)目停檢，甚至整條檢測線停止運(yùn)行。目前國內(nèi)汽車檢測線中普遍存在的首要問題就是可靠性低，而針對汽車檢測線系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)，無論是在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用中，均存在著許多迫切需要解決的問題。本文針對此問題提出了汽車檢測線的故障診斷方案，建立了故障診斷專家系統(tǒng)，對檢測設(shè)備進(jìn)行在線診斷，以求把因故障造成的損失減到最小，同時(shí)，也是對故障診斷方法的更進(jìn)一步的研究。 本文主要探討了專家系統(tǒng)方法與故障診斷技術(shù)結(jié)合來構(gòu)

4、造智能故障診斷系統(tǒng)。該故障診斷系統(tǒng)是一種集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)于一體的新型高效系統(tǒng)。其系列產(chǎn)品還可以廣泛應(yīng)用于航天、電力、礦業(yè)、冶金、化工等行業(yè)中，尤其適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)、大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，它可以顯著的提高控制系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用。它將在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來越重要的作用，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 在本論文中，采用了最優(yōu)的可靠性分析方法對檢測線設(shè)備進(jìn)行了故障分析與全面設(shè)計(jì)，使該故障診斷系統(tǒng)的建立不僅保持了其技術(shù)的

5、先進(jìn)性，而且提高了其設(shè)計(jì)質(zhì)量；另外，基于Windows操作系統(tǒng)、用Visual C++開發(fā)的故障診斷系統(tǒng)具有很好的智能性，使設(shè)備維護(hù)人員能快速找出故障、排除故障，縮短了維修時(shí)間。專家系統(tǒng)的運(yùn)用提高了該系統(tǒng)的競爭力，為其處于國內(nèi)領(lǐng)先地位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 減少故障(或提高可靠性)的途徑一方面是要不斷提高檢測設(shè)備的質(zhì)量，另一方面還要不斷監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測發(fā)展趨勢。故障原因識(shí)別是故障診斷的關(guān)鍵，通過建立故障監(jiān)控，在線采集設(shè)備的運(yùn)

6、行參數(shù)，分析其與故障征兆之間的關(guān)系，為診斷知識(shí)庫提供診斷所需數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)性工作。要精確地建立本測控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是很困難的，本文基于故障樹建立了測控系統(tǒng)設(shè)備的故障過程模型。這種故障樹圖形化的方法清楚易懂，使人們對所描述的事件之間的邏輯關(guān)系一目了然，而且便于對多種事件之間復(fù)雜的邏輯關(guān)系進(jìn)行深入的定性、定量分析。同時(shí)，對故障診斷方案的確立奠定了基礎(chǔ)。另外，本故障診斷系統(tǒng)對其它重要電路設(shè)備的故障搜尋具有通用性，只要能建立正確的故障樹，就可對其進(jìn)

7、行準(zhǔn)確的故障診斷。產(chǎn)生式規(guī)則具有簡潔、無二義性特點(diǎn)，特別是它符合人的主觀感受。以面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)分析，把規(guī)則看作是一類對象，使它們具有統(tǒng)一的表示形式。推理機(jī)通過對設(shè)備的狀態(tài)的監(jiān)控，對知識(shí)規(guī)則的調(diào)用，根據(jù)一定的搜索策略對故障樹進(jìn)行搜索，得出結(jié)論，并對診斷結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)。測控系統(tǒng)的檢測設(shè)備的故障表現(xiàn)形式十分復(fù)雜，難以用一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)模型來表達(dá)，需要人類專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)才能解決，而表達(dá)和處理這種啟發(fā)性的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)正是專家系統(tǒng)的特長，本文針對檢測線的這

8、些特點(diǎn)，通過對故障的分析，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)，基于產(chǎn)生式規(guī)則建立了檢測線設(shè)備的故障診斷專家系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫提取診斷故障所需的知識(shí)，采用面向?qū)ο蟮谋硎痉椒?，通過正向推理機(jī)制進(jìn)行故障推理，實(shí)現(xiàn)了故障的在線診斷與維修。 關(guān)于故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前已有許多理論和方法，本文從應(yīng)用的角度出發(fā)，通過用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言Visual C++進(jìn)行專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)、面向?qū)ο蠓椒ê屯评頇C(jī)有機(jī)地結(jié)合在一起，建立基于產(chǎn)生式規(guī)則的汽車檢測線

9、的故障診斷專家系統(tǒng)。經(jīng)理論分析，完全能滿足診斷的需求。因?yàn)橹R(shí)的獲取以及知識(shí)庫的建立工作不是一次性完成的，合理的知識(shí)庫組織和管理系統(tǒng)是今后完善診斷知識(shí)的基礎(chǔ)。通過在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地完善已有的知識(shí)體系，最終提高診斷系統(tǒng)的智能化水平。專家系統(tǒng)是一種基于知識(shí)的信息處理系統(tǒng)，類似于人類的邏輯思維；由于采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可方便地推廣于不同的診斷對象。綜合利用現(xiàn)有故障診斷方法，使之有效地與專家系統(tǒng)相結(jié)合，研制成高效而具有自我完善功能的汽車