汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的研究

湯志華

（廣州城市職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510405）

汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的研究

湯志華

（廣州城市職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510405）

汽車結(jié)構(gòu)正在發(fā)生著改變，電子控制在汽車結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。而汽車中涉及到大量復(fù)雜的零件，故障的種類也比較多樣化，所以依靠傳統(tǒng)的診斷技術(shù)是無法將疑難故障完全判斷出來的。現(xiàn)階段汽車發(fā)動機(jī)方面需要具備經(jīng)濟(jì)性和高效性的故障診斷途徑，計算機(jī)技術(shù)則是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)打下了基礎(chǔ)，在故障診斷方面引入專家系統(tǒng)是一項技術(shù)和理論上的變革，文章對此展開分析。

汽車發(fā)動機(jī)；故障診斷；專家系統(tǒng)

汽車的發(fā)動機(jī)可以看成是心臟，本身汽車就是非常復(fù)雜的工具，發(fā)動機(jī)的性能決定著一些基本性能。但發(fā)動機(jī)也是處于相對惡劣的工作環(huán)境中，所以很容易產(chǎn)生故障。如今汽車故障診斷需要提升效率，也需要更加準(zhǔn)確，在不將汽車解體的基礎(chǔ)上進(jìn)行故障診斷是由一定難度的，但只有明確故障的情況下才能進(jìn)行維修，所以專家系統(tǒng)被引入進(jìn)來。

1 汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)總體設(shè)計

（1）系統(tǒng)概述。這種專家系統(tǒng)實(shí)際上就是一種智能技術(shù)的應(yīng)用。該系統(tǒng)具備較強(qiáng)的判斷能力，并且在知識水平上可以達(dá)到專家的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）設(shè)計依據(jù)。主要的設(shè)計依據(jù)就是汽車發(fā)動機(jī)本身的復(fù)雜性。現(xiàn)階段發(fā)動機(jī)故障診斷要結(jié)合智能技術(shù)，系統(tǒng)的功能也會逐漸向著多樣化的方向發(fā)展，而系統(tǒng)控制則更加自動化。汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的故障以及成因間存在著復(fù)雜的關(guān)系，專家系統(tǒng)更加智能化，具備對復(fù)雜故障的處理能力。

2 汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)構(gòu)成

（1）人機(jī)接口。是該類系統(tǒng)與工程師和普通用戶的界面，主要是用于信息輸入和輸出，由一套程序和相關(guān)硬件共同組成。

（2）推理機(jī)。相當(dāng)于系統(tǒng)的思維，是系統(tǒng)的核心。主要是對專家的思維進(jìn)行模擬，然后解決問題，可以根據(jù)已知的信息，依照推理得到答案。

（3）知識庫。用于儲存知識，其中包括原理知識和專家的經(jīng)驗(yàn)，儲存的知識來源于知識獲取，知識主要是提供給推理機(jī)作為推理依據(jù)，同時對知識進(jìn)行檢索和維護(hù)，與系統(tǒng)中其他部分都存在著聯(lián)系，畢竟任何環(huán)節(jié)都要依靠知識才能工作。

（4）數(shù)據(jù)庫。也被稱為“黑板”，用來存放用戶數(shù)據(jù)的問題，系統(tǒng)在運(yùn)行中會產(chǎn)生一些中間結(jié)果，也會儲存在數(shù)據(jù)庫中，最終得到的結(jié)果也會在數(shù)據(jù)庫中儲存。

（5）知識獲取機(jī)構(gòu)。實(shí)際上就是一組程序，用于將知識存入知識庫，維護(hù)知識保持完整。

（6）解釋機(jī)構(gòu)。主要是解釋自身的行為，為用戶提供答案，系統(tǒng)得出的結(jié)果可以取得用戶信任也是由于解釋機(jī)構(gòu)。

3 汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（1）知識庫建立。可以說知識庫是該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，其中有大量專家的知識以及相關(guān)原理，這些知識為推理提供基礎(chǔ)，故障診斷是需要大量知識作為基礎(chǔ)的，從各類資料中可以查閱到，從專家經(jīng)驗(yàn)中也能總結(jié)出一部分，并搜集相關(guān)實(shí)例存入知識庫。因此知識庫是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，若沒有這些知識，即便是有著極強(qiáng)的推理能力以及決策能力，也是無法解答用戶問題的，而且該系統(tǒng)的通用性很強(qiáng)，以如今的計算機(jī)技術(shù)水平，存入的知識是海量的，可以為故障診斷提供極強(qiáng)的助力。

（2）故障樹建立。實(shí)際上就是對故障因果的一種描述，由頂端、中間以及低端事件構(gòu)成，事件是用符號來表示，并構(gòu)成樹狀圖。這種圖形就是對專家診斷思維過程的模擬，是一種抽象式表達(dá)，其中體現(xiàn)的是故障本身和其成因之間的關(guān)系，將故障作為分析推理的目標(biāo)，找出導(dǎo)致故障的原因，并推理出下一級的直接因素，直到找到最深層的因素。

（3）推理診斷模塊設(shè)計。推理過程中，主要是以知識庫以及數(shù)據(jù)庫中的信息為基礎(chǔ)，根據(jù)專家的診斷方法將用戶的問題解決。故障現(xiàn)象是從人機(jī)界面得到的，然后會讀入寄存器，專家系統(tǒng)會將其中的條件詢問出來，通過這些條件將相應(yīng)故障樹搜索出來，并根據(jù)該故障樹對故障進(jìn)行推理分析，推理診斷將會進(jìn)行到無法運(yùn)算為止，根據(jù)故障樹最終得出的結(jié)果，引導(dǎo)用戶將發(fā)動機(jī)具體故障診斷出來。

（4）人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)。專家系統(tǒng)是通過人機(jī)界面才能幫助用戶完成對故障的診斷和查詢，人機(jī)界面是唯一的輸入輸出結(jié)構(gòu)，用戶通過界面會用對話的形式將問題提出，系統(tǒng)經(jīng)過推理將結(jié)果展示給用戶，并指導(dǎo)用戶對發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行維修處理。人機(jī)界面主要由診斷界面、維護(hù)界面、歷史查詢界面以及學(xué)習(xí)界面組成，這些界面是根據(jù)用戶需求設(shè)計出來的，各界面共同為用戶提供故障診斷的服務(wù)。

文章對汽車發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)計、構(gòu)成以及實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行了總結(jié)，該類系統(tǒng)是一種推理能力非常強(qiáng)的診斷技術(shù)，通過對專家思維的模擬解決問題，也體現(xiàn)了如今汽車故障診斷也在向著智能化的方向發(fā)展。隨著信息技術(shù)的不斷更新，專家系統(tǒng)的性能也將更加強(qiáng)大，故障診斷的效率以及準(zhǔn)確性也會不斷提升，系統(tǒng)將會更加智能，那樣就可以為我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更加強(qiáng)大的助力，進(jìn)而推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

［1］許平，張家佩.基于車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的電控發(fā)動機(jī)故障診斷方法——以通用車系為例［J］.中國培訓(xùn)，2017，（4）：243.

湯志華（1980-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，講師，汽車維

修高級技師，主要從事汽車動力學(xué)、汽車維修技術(shù)研究工作。