“嵌入式”专家系统在蓄能器及其回路CAD中的应用

　　0　专家系统简介

　　专家系统是人工智能的一个分支,它的研究起源于1965年Stanford大学的E·A·Feigenbaum教授对DENDRAL(由分子式及其质谱结构应用方面帮助化学家推断分子结构的计算机系统)的研制。所谓专家系统实际上是一个(或一组)能在某特定领域内,以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序,其基本思想是使计算机模拟领域专家解决实际问题的过程,即模拟领域专家如何运用他们的知识与经验来解决实际问题的方法与步骤。具有以下基本特征:有专家水平的专门知识;能进行有效的推理;有知识获取的能力;透明性;灵活性;有一定的复杂性和难度;有交互性。即能利用专家的知识进行启发式推理,能够解释其推理过程,对用户的询问做出回答,并且能够不断地、灵活地增加新的知识。一个完整的专家系统通常由两大部分组成。其一为必不可少的部分即:数据库、知识库、推理机和人机接口;另一部分为期望部分即解释部分和知识获取部分^[1,2]。

　　1　蓄能器及其回路CAD

　　蓄能器是一个密闭的钢制压力容器,用来存储压力能,它在液压系统中有着广泛的功用,如:提高系统效率;作为紧急动力源;使电机平稳起动;作为一种辅助能源;吸收压力脉动;减小压力冲击;缓冲及平衡作用;降低液压噪声;防止液压泵出现空穴;补充泄漏;作为热膨胀补偿器;作为液体补充装置;作为液体空气弹簧及模拟弹簧;输送异性液体、有毒液体等。随着CAD技术在液压领域的大力发展,20世纪80年代初,蓄能器的计算机辅助设计产品在国外开始出现。如:派克公司开发了蓄能器选择、计算软件包。其程序可根据蓄能器的不同功用对其进行选择并对工作参数进行计算,程序通过人机界面提示用户输入数据信息,对不合理的参数予以报警;并通过帮助文件告诉用户如何建立、保存和打印CAD文件。而国内有关蓄能器及其回路的CAD研究还不多见,对蓄能器的研究大多只局限于某一具体参数或某一具体的系统,没有一个综合而全面的方案,为设计者带来了不便。本文作者在对大量蓄能器及其理论资料进行总结、归纳的基础上,采用“嵌入式”专家系统的知识,利用面向对象编程的思想对蓄能器及其回路软件进行了智能化开发。程序不仅可根据蓄能器的不同功用对其进行选择、对工作参数进行计算、对不合理的参数予以报警,还增加了生成蓄能器回路、对典型的蓄能器回路进行的动态特性分析两大功能。

　　2　“嵌入式”专家系统

　　专家系统把人类专家在解决问题过程中使用的知识,分解为事实规则,以一定的形式构成知识库,并采用合适的产生式系统对原始的输入选择规则进行推理和判断且做出决策。近年来,专家系统技术越来越多地被引入液压工程领域。但专家系统的建立存在如下几个方面的困难性:专家知识的获取十分困难,一方面工程领域知识表达存在着不规范性,很多经验不是一句话或一个公式就能表达清楚的,另一方面不同专业人员的合作存在着困难性;缺少专门研究专家系统的专门技术人员,专家系统开发本身是一项十分复杂繁琐的劳动;建立专家系统的费用高。