用VC++开发液压AGC系统故障诊断专家系统

　　1 引言

　　液压AGC系统是一个机、电、液综合系统,结构和工作原理均比较复杂,机械系统、电气系统和液压系统中任一系统或其某一部件的故障都会引发整个 系统产生故障,故障的发生具有随机性。传统的诊断技术已经不能满足要求。专家系统作为AI的一个主要研究方向,其应用领域遍及各个方面。20世纪90年代 以来,C++已发展为主流的程序设计语言,用它来开发专家系统有如下优点:支持面向对象技术,计算能力强,可生成友好的用户界面。本文即以VC++610 为开发工具,建造了用于生产实践的故障诊断专家系统。

　　2 故障诊断专家系统的结构

　　专家系统的基本结构如图1所示。在此主要介绍知识库和推理机部分。

　　3 知识库

　　知识库主要用来存放领域专家提供的专门知识。知识库中的知识来源于知识获取机构,同时它又为推理机提供求解问题所需的知识。建立知识库,必须解 决如何存储知识的问题,这就是所谓的知识表达,确切地说是如何以计算机能够存储的形式来表达知识。根据液压AGC系统的特点,采用产生式知识表示法,其基 本形式是

　　其含义是:如果前提p被满足,则可推出结论q或执行q所规定的动作。

　　每条知识即为一条事实,若干条前提事实和一条结论事实构成一条规则,所有的规则组成知识库。以面向对象的观点分析,事实和规则均可以看作一类对 象,分别为fact类和rule类。由规则类生成的所有规则对象以链表的形式连接起来便构成了知识库,对知识库的操作由规则类的操作方法提供。事实类与规 则类的成员变量分别定义如下:

　　因为此系统知识较多,在此省略。

　　为了使知识库的编辑、修改更加方便,也为了增强程序的可移植性,把这些知识存放在文本文件中。在系统运行时,选择所需要的知识库放入内存;退出系统时,将修改后的知识存入硬盘。

　　4 设计推理机

　　4.1 系统目标

　　本系统要实现的目标为:当需要故障诊断时,操作者从界面中的列表栏中选择出现的症状和不可能出现的症状(可以不选,但选择不可能出现的症状可以提高诊断速度),然后开始诊断。诊断后将显示所有可能出现的故障及其可信度。需要解释时,可以解释推理过程。

　　4.2 设计推理机

　　1)不精确推理

　　在不精确推理中,不确定性包括前提事实的不确定性和规则的不确定性,用可信度因子表示。此系统采用产生式知识表示法,前提事实和规则的可信度计算方法如下:

　　条件的可信度

　　如果条件部分是多个子条件的合取:E=E1 AND E2 AND...AND En,则