飛機機械故障診斷智能專家系統(tǒng)研究

薛鋒 郭偉 王培淞

摘 要：飛機在機械系統(tǒng)當中屬于高端的裝備，伴隨當前航空技術(shù)發(fā)展速度進一步加快，很多先進的生產(chǎn)方法應用到飛機生產(chǎn)中，飛機的機械系統(tǒng)也開始變得越來越復雜，其可靠性和安全性逐步變成飛機維修保養(yǎng)過程中重點研究的問題，智能專家系統(tǒng)是確保飛機可靠性的重要檢測系統(tǒng)，越來越多的機械工程師開始重視飛機機械故障診斷智能專家系統(tǒng)，本文重點分析研究飛機機械診斷智能專家系統(tǒng)，以供參考。

關(guān)鍵詞：飛機;智能專家系統(tǒng);研究;機械故障診斷;設(shè)計

1 智能故障診斷專家系統(tǒng)的特點

首先，該系統(tǒng)具有很強的適應性，因為專家系統(tǒng)主要是以專業(yè)知識為理論基礎(chǔ)的，所以只要數(shù)據(jù)庫當中知識儲備容量足夠大，專家系統(tǒng)就能夠在任何計算機硬件上進行操作，并且，準確的診斷飛機出現(xiàn)的潛在故障隱患。

其次，該系統(tǒng)的成本較低，專家系統(tǒng)在發(fā)展的過程中歷史悠久，伴隨當前相關(guān)設(shè)備的逐步改進和科技的進一步發(fā)展，該系統(tǒng)在運行維護方面的成本變得越來越低，從飛機機械設(shè)備的故障診斷的角度進行分析，其他的智能診斷技術(shù)相比，其所需要花費的成本較低。

最后，該系統(tǒng)具有很強的可靠性，這種可靠性主要表現(xiàn)在專家知識的易獲得性和持久性兩個方面。持久性主要指的是專家系統(tǒng)并不會像人類專家那樣會退休會死亡，因其知識體系如果形成，就會進一步延續(xù)下去，而易獲得性主要指的是專家系統(tǒng)主要是綜合多個專家的觀點而獲得的。

2 飛機機械故障診斷智能專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要包含了人機交互模塊、機械故障診斷模塊及案例庫等三個部分，具體如下圖所示。

系統(tǒng)開發(fā)圖

2.1 案例庫

在專家系統(tǒng)當中，案例庫屬于核心組成部分，案例庫當中的案例質(zhì)量和組織方式是當前專家系統(tǒng)在運行過程中非常重要的一種技術(shù)，在進行飛機機械故障診斷和維修的過程中，需要依賴大量的經(jīng)驗，在操作的時候無法通過簡單的數(shù)學模型來進行決策，與此同時，飛機機械結(jié)構(gòu)具有很大的非線性和復雜性，這也導致在飛機維護的過程中需要通過經(jīng)驗傳承的方法進行維護，具體分析飛機機械設(shè)備的特點，形成完善的飛機機械故障診斷智能專家系統(tǒng)，首先需要對大量故障診斷案例進行收集，案例屬于知識表達的一種重要形式，需要總結(jié)相關(guān)的專家經(jīng)驗，通過案例的方式進行數(shù)據(jù)表達。案例越多，說明其專家知識就越豐富，在診斷的過程中，診斷水平也越高。

2.2 機械故障診斷模塊

2.2.1 診斷信息獲取模塊

診斷信息獲取模型是一種漸進性的，在診斷的時候先將問題提出，依照問題對各種診斷信息進行搜索，獲得相關(guān)的診斷信息，依照一定的比例規(guī)則表述，向案例庫當中存入并且了解故障的部件、故障的表現(xiàn)以及故障的系統(tǒng)。

2.2.2 案例管理模塊

案例管理模型主要是將傳統(tǒng)的故障診斷案例向案例庫當中錄入并且形成案例的，所以信息案例管理模塊主要包含了案例的修改、案例瀏覽、案例添加等相關(guān)管理維護功能。

2.2.3 診斷推理模塊

在整個專家系統(tǒng)當中，診斷推理模塊是非常重要的一個部分，依照案例數(shù)據(jù)庫當中的海量案例，自由匹配當前的故障信息和案例當中的相似信息，如果能夠安全匹配，則可以直接將案例庫當中的匹配信息調(diào)出作為診斷結(jié)果，如果部分匹配，則將歷史案例的診斷過程羅列出來，初步分析當前的故障情況，獲得相應的結(jié)論。

2.2.4 自學習模塊

在診斷推理模塊當中自學習模塊是非常重要的一個部分，其最大特點是具有一定的機械學習能力，會在進行機械故障診斷的過程中，獲取相關(guān)的經(jīng)驗和知識，在不斷積累的過程中，讓專家系統(tǒng)的故障診斷能力和學習能力進一步提高，在實際操作的過程中，自學習模塊不但能夠?qū)W習成功解決故障的經(jīng)驗也能夠?qū)ξ茨芙鉀Q故障的失敗教訓進行學習，這樣可以大大增加設(shè)備的智能化水平，如果通過推理模塊獲得診斷的結(jié)果是正確的，可以在實際操作中使用，但是歷史案例庫當中沒有，可以自動將其添加到案例庫當中，如果是解決故障的求索是失敗的，在實際操作的過程中無法得到較好的效果，則將其作為一個失敗案例向歷史案例庫當中存入。

2.3 人機交互模塊

人機交互模塊主要是在工程師、故障診斷專家以及用戶交互過程中使用。人機交互模塊能夠方便用戶進行操作，并且維護專家系統(tǒng)可以利用現(xiàn)場工程師的現(xiàn)場記錄來對故障部件故障現(xiàn)象進行分析，能夠?qū)⒐こ處煹男蚀蠓忍岣?，整個系統(tǒng)在診斷的過程中，記錄飛機故障的實際情況，并且不斷豐富案例庫，隨著案例庫當中案例進一步增多，專家診斷的能力也進一步提高，飛機機械故障的維修效率也將隨之大幅提高。

3 結(jié)語

本文主要對當前飛機機械故障的復雜性進行分析，闡述飛機機械故障診斷智能專家系統(tǒng)的應用價值，通過實際經(jīng)驗研究，該專家系統(tǒng)在實際操作的過程中具有很強的可靠性，值得推廣和使用。

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