基于CLIPS的激光驱动器故障诊断专家系统设计

针对大型激光驱动器故障定位难,诊断、处置效率低的基本现状,提出利用专家系统进行故障诊断的基本思路,并以自动准直子系统为例,介绍了专家系统的体系架构、故障树模型、知识库设计和基于CLIPS工具的实现方法。初步应用结果表明,该专家系统有助于提高装置的故障诊断效率和智能化水平,增强系统可用性。     

某型飞机发动机故障诊断专家系统设计

针对某型飞机发动机故障诊断困难以及视情维修对维修技术提出的更高要求,利用专家系统人工智能技术设计了该型飞机发动机故障诊断专家系统。该系统利用自动检测技术获得发动机状态参数,通过智能诊断实现故障定位。系统利用模块化设计思想进行了人机交互界面设计、故障知识数据库建立、推理机制设计、获取知识程序设计、解释程序设计,实现了发动机故障的快速定位,提高了发动机诊断维修的时效性,保证了发动机的完好率。     

基于故障树的地铁屏蔽门故障诊断专家系统的设计

在地铁屏蔽门系统的故障诊断中,传统方法存在效率低、人工负担重等缺陷。为此,设计了基于故障树的故障诊断专家系统。先用屏蔽门的资料构建出扩展故障树,然后使用早期不交化和模块化等方法将其简化成基本故障树,求出最小割集。在故障树的基础上,设计了专家系统的知识获取和表示机制,建立了知识库。在构建推理机时,采用了双向推理、全自动推理、半自动推理、人工回溯等策略,提高了诊断效率和可信度。该系统可与综合监控系统进行接口,能对相关信息进行推理分析,对潜在故障进行预警,对已发生故障进行快速定位和诊断,出具故障报告和处理建议书,并提供故障模拟及培训功能。试用者的反馈意见表明该系统具有较好的实用价值。     

时频分析在旋转机械状态监测及故障诊断中的应用

本文简要介绍了时频分析方法的发展及其在旋转机械状态监测、故障诊断领域中的应用。并以一个实际监测系统为例，对其检测信号应用时频分析的方法进行了数据处理，对用传统傅立叶变换处理的结果与采用时频分析方法处理的结果进行了对比分析．     

射频指标自动测试及故障诊断系统研究

自动测试与故障诊断的联合研究已经在电子设备实际工作中得到较为广泛的应用。文章针对通信设备研发阶段射频指标测试效率低下以及测试故障定位难度较大等问题,开发了基于虚拟仪器技术的自动测试系统以及适用于射频指标自动测试问题定位的智能故障诊断系统。故障诊系统采用基于专家系统的知识库及推理机制,解释机制采用预制文本法进行设计。实际运行结果表明该系统能够高效准确地完成射频指标自动测试,并对测试过程中出现的问题进行较为准确的定位。     

基于BP网络和专家系统的铝电解槽分层故障诊断

针对铝电解槽故障种类繁多和不易诊断的问题,设计了基于BP网络和专家系统的分层故障诊断系统,包括前层分类和后层预报;通过对槽电阻信号的频谱分析,提取了故障特征信息,并对故障进行分类;建立了基于BP网络的前层分类器,用于诊断特征显著的故障;制定了故障诊断和控制规则,完善了专家系统的知识库,根据前层分类结果对余下故障进行诊断;通过制定规则,将前层分类和后层预报相结合,实现了故障诊断系统的整体设计;仿真结果及理论分析表明,该系统可有效预报单一及复合故障,提高故障诊断的准确率,保证铝电解槽工作状况的稳定。     

基于CLIPS的机载光电跟踪设备故障诊断专家系统研究

针对机载光电跟踪设备传感器种类多、单元部件结构复杂和急需快速故障定位的要求,设计了机载光电跟踪设备故障诊断专家系统。通过建立跟踪系统故障树并分析其故障特点,确定了模糊多值产生式规则的知识表示方式和冲突消解策略,构建了专家系统知识库和推理机;同时结合数据库建立的故障表和规则表,实现专家系统解释器功能;最后将CLIPS嵌入VC设计友好人机交互界面。实验表明,该专家系统操作方便,能快速准确定位故障、解释故障成因以及提供维修建议。     

利用声信号对滚动轴承进行故障诊断的研究

旋转机械在运行过程中产生的声信号包含了滚动轴承的运行状态信息,且可采用非接触式测量,本文应用它对滚动轴承进行故障诊断。基于morlet小波变换的包络分析对采集的声信号进行降噪及包络处理,然后变换到频域,提取出特征频率并经过转换后作为线性神经网路的输入向量,辨识滚动轴承的状态。实验表明,本方法对滚动轴承故障诊断是有效的。     

专家系统在故障诊断中的应用

专家系统、故障诊断的基本概念，专家系统的构成原理，优越性及脆弱性，举例说明专家系统在故障诊断中的应用。     

基于多无量纲指标的嵌入式振动检测系统研究及开发

针对旋转机械振动检测系统检测精度不高、实时性不足及价格昂贵等缺点,提出了高精度的嵌入式振动检测系统的设计方案;系统采用S3C6410嵌入式芯片与高精度A/D转换器AD7705进行数据采集,在Windows CE 6.0的嵌入式平台上进行程序开发,以多无量纲指标及频域技术相结合进行数据分析,实现旋转机械振动检测;实验证明该系统能够快速、准确地进行振动检测,系统具有一定的故障诊断能力及较好的应用前景。     

A modeling concept of a mechanical system having a piecewise linear spring property for its diagnosis

Machine condition monitoring and fault diagnosis of rotating machinery are very important because of the wide use of rotating machinery in industry. Couplings and gears are used in many mechanical systems to connect elements and transmit power. The system is usually modeled as a single-degree-of-freedom system with a piecewise linear spring property, where the mass of main machine is only considered. In the present study, the dynamic behavior of a system with an unsymmetrical nonlinearity and a significant mass of the connecting part was investigated both experimentally and by numerical simulation. In the experiment, a 1/3 sub-harmonic oscillation was observed, but this oscillation was not found in the simulation using a single-degree-of-freedom system, in which the mass of the connecting part was ignored. However, when a two-degrees-of-freedom system was used that considered both the mass of the connecting part and the impact property, the 1/3 sub-harmonic oscillation was observed. Thus it is recognized that an adequate mathematical model for diagnosis in the early stage of abnormality must be selected on the basis of the mass ratio between the connecting part and the main body.     

无人机健康诊断知识库建立研究

针对无人机健康诊断系统的设计,研究了健康诊断专家知识库的建立方法。介绍了基于规则的专家知识库的含义及其对无人机设计的要求,阐述了故障树与故障模式判据表的形成方法。故障树分析基于故障因果逻辑,逐层找出故障事件的原因,保证专家知识逻辑上的完备性。故障模式判据表将抽象的专家知识具体化为多个能够在工程上应用的要素。提出了一种故障树分析与故障判据规则相结合的建立健康诊断专家知识库的方法。从某型大气数据系统的组成及原理出发,以大气数据系统真空速失效为顶事件,构造了故障树和故障模式判据表。结果表明,结合故障树和故障模式判据表格构造的专家知识库清晰、简洁,具有很高的工程实用价值,能够应用于无人机健康诊断系统的设计。     

A multiscale noise tuning stochastic resonance for fault diagnosis in rolling element bearings

Condition monitoring of rotating machinery is important to extend the mechanical system's reliability and operational life. However, in many cases, useful information is often overwhelmed by strong background noise and the defect frequency is difficult to be extracted. Stochastic resonance (SR) is used as a noise-assisted tool to amplify weak signals in nonlinear systems, which can detect weak signals of interest submerged in the noise. The multiscale noise tuning SR (MSTSR), which is originally based on discrete wavelet transform (DWT), has been applied to identify the fault characteristics and has also increased the signal-to-noise ratio (SNR) improvement of SR. Therefore, a novel tri-stable SR method with multiscale noise tuning (MST) is proposed to extract fault signatures for fault diagnosis of rotating machinery. The wavelet packets transform (WPT) based MST can obtain better denoising effect and higher SNR of resonance output compared with the traditional SR method. Thus the proposed method is well-suited for enhancement of rotating machine fault identification, whose effectiveness has been verified by means of practical vibration signals carrying fault information from bearings. Finally, it can be concluded that the proposed method has practical value in engineering.     

Development of an on-line diagnosis system for rotor vibration via model-based intelligent inference

An on-line fault detection and isolation technique is proposed for the diagnosis of rotating machinery. The architecture of the system consists of a feature generation module and a fault inference module. Lateral vibration data are used for calculating the system features. Both continuous-time and discrete-time parameter estimation algorithms are employed for generating the features. A neural fuzzy network is exploited for intelligent inference of faults based on the extracted features. The proposed method is implemented on a digital signal processor. Experiments carried out for a rotor kit and a centrifugal fan indicate the potential of the proposed techniques in predictive maintenance.     

基于案例和规则融合的民用客机故障诊断系统设计

目前很多工程应用中的飞机故障诊断方法,只考虑单一的基于案例或基于规则的诊断方法,故障诊断的效率有待提高。本文针对民用客机地面运营支持系统的特点和要求,将案例和规则融合的推理机制引入到飞机故障诊断系统的设计中。该方法采用规则推理为前导、案例推理后置补充的结合方式,最大化地利用飞机故障隔离手册知识和从维修记录中提取的案例知识,从而提高首次故障隔离效率、降低无效排故时间。以民用客机某系统的典型故障为例,阐述了该推理机制在故障诊断中的应用。通过历史飞行数据试验,验证了提出的基于案例与规则融合诊断方法的有效性,以此为基础设计的故障诊断方案可为航空公司构建更完善的专家系统提供参考。     

变工况下旋转机械故障跟踪的相空间曲变方法

为实现在工况变化条件下对旋转机械的故障预测, 提出使用相空间曲变和平滑正交分解理论在变工况条件下跟踪旋转机械的故障演化过程. 首先在对目标系统的观测时间序列相空间重构的基础上, 通过量化相空间曲变构建信号损伤演化的跟踪函数, 为弥补累积模型误差和相空间点局部分布概率差异造成的误差, 将时间序列和相空间进行分割, 并以此构建跟踪矩阵; 再利用平滑正交分解方法将跟踪矩阵中分别由实际损伤劣化和工况变化造成的演化趋势进行分离, 根据平滑正交特征值提取出其中能够反映实际故障演化趋势的平滑正交分量; 最后以变转速情况下轴承外环故障退化的仿真信号为例验证算法的有效性. 计算结果表明: 本文提出的算法能够对旋转机械故障的演化趋势实现有效跟踪, 基本排除转速波动造成的工况变化影响. 关键词： 相空间曲变 平滑正交分解 变工况 故障跟踪     

列车防滑器主机故障诊断系统设计

SAB型列车防滑制动系统应用于国内T型列车,数量多,为了提高列车防滑器主机故障检测和维修效率,针对SAB WABCO公司的SWKAS20C型列车防滑器主机,设计了元件级故障检测与定位专家系统。通过研究模拟电子电路故障诊断技术,设计了基于支持向量机的多故障分类器,用于主机模拟电路故障样本数据的训练和测试,并通过改进算法寻优向量机参数,提高了故障诊断的准确度。搭建了模拟列车运行环境的测试平台,用以模拟主机在多种状态下的故障模式;使用VS2010开发环境编写了MFC专家系统。