汽车故障诊断专家系统知识库的建立

第12卷 第5期 重庆工业管理学院学报 Vo1．12 No．5 J叫mal 0fOl~gqing Insdtute 0fTechnologyM Dag勘=盥1t 1998年 1O月 Oct．1998 汽车故障诊断专家系统知识库的建立’ 曹 建 国 U 2 (重舡 业臂理学院机械景 重庆4ooo~) ， 摘 要 界定了汽车故障诊断专家系统是利用专家系统理论，借助数学，把汽车 领域专家的经验和知识，通过计算机建立故障诊断人机对话系统。井就系统的挂心问 题—— 知识库的特点、结构争建立知识库的方法，作了初步探讨。 关键词 汽车 故障诊断 专家系统 知识库 随着高技术的发展，尤其是计算机的飞越发展与应用，给汽车故障诊断专家系统的发展提 供了广阔的前景。汽车故障诊断以检测技术为基础．确定汽车的技术状况，诊断并分析汽车运 行中的故障。现代汽车的结构和使用条件越来越复杂．用传统的诊断手段已难以满足需要。研 究和开发汽车故障诊断专家系统．利用计算机技术，模拟专家思维，已成为汽车故障诊断的一 个发展方向。 汽车故障诊断专家系统的核心是建立知识库。知识的示方法不同，其推理方式也不同， 知识库水平的高低．知识库的完善程度．直接决定整个系统的水平。 l 系统结构 汽车故障诊断专家系统以人机对话的方式，利用知识库中的事实与规则．采用相应的推理 机制进行诊断并给出相应的维惨指示。系统结构如图1所示。 系统由知识库、数据库、推理机、解释系统、知识获取系统五大部分组成。 1 1 力。 1．2 1．3 知识库。知识库是系统的核心，是某颁域知识的存储结构．直接决定系统解决问题的能 数据库。数据库用于存放原始信息和推理过程中得到的中间信息等。 推理机。推理机模拟人类思维．完成从故障症状到原因的推理，并得出相应结论。 ’龌 图1 汽车故障诊断专家系统逻辑结构 维普资讯 http://www.cqvip.com 8· 重庆 工业管理学院学报 1．4 知识获取系统。用以增减、删改知识库的，完善知识库的知识。 2 知识库的结构 知识库是存取系统信息的场所，信息量非常大。为了便于知识库的管理和有效使用，对知 识库进行划分，将知识库划分为若干知识子库，每个子库对应汽车的一个组成部分。整个汽车 知识库结构如图2所示。 图2 知识库结构 3 知识的表示与建立 3．1 知识表示的要求。为了使计算机能识别知识，必须对知识进行形式化处理。它涉及对人 的思维方式的研究和对智能问题的表达方法。知识的表示应满足以下要求： 3．1．1 广泛的知识表示能力。能正确、有效地将各类知识表示出来。 3 1．2 易于理解。所表示的知识应当易读、易懂、便于知识获取、易进行知识库的检查修改。 3 1．3 可访同性、可扩充性。能有效地利用知识库中的信息并能方便地扩充知识库。 3 1．4 与推理方法有机的结合。应能与快速求解的推理功能巧妙地结合。 3 2 确定性故障知识的表示与建立。汽车故障中有很多故障具有一定的确定性和清晰性。一 般由两个或n个故障现象组成，并可清晰地确定其故障部分，用产生式规则知识表示法即能充 分地给予表达。产生式规则的一般形式是： 前提 1 前提 2 前提 11ⅡN 结 晓1 结论 2 结论 维普资讯 http://www.cqvip.com 曹建国：汽车故障诊断专家系统知识库的建立 ．9． 如：用离合器故障诊断知识进行故障推理如图3所示。 圈 + ．．．．．．!．．一 巨 l墨生叁垫l 图3 离舍器故障分析 输人计算机的规则形式是：Rule( 。 。 。 。 。 )。 1代表分枝号。表示第几号故障；№ 代表类型号。表示是树干或树叶； 是故障现象； 为判断策略； 是肯定故障； 为否定故障。 3．3 不确定性知识的表示与建立。汽车的有些故障如发动机异响、底盘异响等其特征是模糊 的。领域专家在描述这些故障时也是用的模糊语言，如明显、比较明显等。描述这些模糊的知识 维普资讯 http://www.cqvip.com 10· 重庆工业管理学院学报 必须运用模糊数学。 3．3．1 建立故障原因模糊矩阵。首先由领域专家对故障症状的描述语言确定对应的权系数 值如表l所示 表l 专末断语时应的权系值 由此得到症状表现程度集合N和故障部位出现的可能性集合M。故障症状与故障部位间 的综合相关系数为： ro= 1N + 12M 式中 l、 2为归一化后的权系数。这样就得到一个故障原因判定模糊矩阵： rr11 12 ⋯ 1 袁：l ⋯ ‰ { ㈡ j 3．3．2 建立故障原因权重案。引起故障的原因有很多，每个原因对故障的重要程度不相同 ． 为此建立与专家断语对应的权重值如表2所示。 表2 专謇断语对应的权重值 由此得到各个症状的权重集合： A =(。1、 2、 3⋯口 ) 式中 ( =1，2，3，⋯， )为各故障原因所对应的权重系。 这样。通过上述两种方法就将汽车故障中非确定性知识表示出来并组织在知识库中。 4 结束语 汽车故障诊断专家系统知识库的核心问题是知识如何表示与组织。目前还缺乏统一的理 维普资讯 http://www.cqvip.com 曹建国：汽车故障诊断专家系统知识库的建立 ·11 论，研究的方向是：从思维形式及认识论的角度和从智能问题的求解角度来构建所谓的认知系 统．它能自动选择数据结构，自动编译知识，自动改进系统性能。 参 考 文 献 1 冯博琴．实用专家系统．北京 电子工生出版社，1992 2 王士屙 摸桷数学在人工智盹中的应用．北京：机械-r~lit版牡．1991 3 张建位 汽车诊断与检测技术 北豪；人民交通出版牡．1995 4 橡通洼．汽车故摩巷断专家蔫境．汽车维护与謦理杂志，1996(9) Establishing Knowledge Base of Expert System for Automobile’S Fault Diagnosis Ca0 Jian—guo ABSTRACT The expe~systemof autcxmbile’Sl ult diagnosisis aInan—n~chine—dialog system of hultdiagnosis established by computer，which makes use of expert system theory，mathematical r~utx：x：[8S weI1 as the口中eri∞ce and Imowledge of口中erts in the field of automobile．This paper mske$a~nmUve explorationm the kernel problems ofthis system —thefeatures and StI"LICtL!I~of knowledge base．the method协establish a knowle~e base． KEY WORDS autm~ ileltault diagnosis；expe~system；knowledge hase ·信息窗· (缩辑 黄忠国) ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ● 优秀授课教 师评选揭晓 授课是教学的主要环节，为了加强教风建设，促进教师重视教学工作，提高教学质量，根据 教发【1997]第37号文和教发[1998]第12号文的精神，在我院开展了1998年优秀授课教师评 选活动。 优秀授课教师的评选采取了教学工作业靖考棱与现场观摩教学相结合，定性与定量相蛄 音韵办法。先由各系(部、中心)进行初步评审，推荐了17名优秀授课教师候选人，然后教务 处、督导团组织专家组时每一位候选教师进行随堂听课，收象了学生意见，并发放教学情况调 查袁到候选教师任课班收象、分析、整理出学生意见。最后学院组织了由教务处、督导团、人事 处、学生处、团委、宣传部等单位组成的评审工作小组，对候选教师进行了综合评审，通过无记 名投票，差额评选出13名优秀授课教师的初步人选，并张榜征求了空院师生员工的意见后，报 院长办公套通过审定批准决定授予以下l3名教师“优秀授课教师”称号，并予以表彰。 程新跃 唐昌平 罗 宏 洪 英 陈 旭 廖林清 叶 宏 夏 华 熊晓燕 何建国 彭启发 何 莉 陈淑君 维普资讯 http://www.cqvip.com