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基于测试流程的运载火箭控制系统故障诊断

作　者: 刘昆朋
导　师: 曾庆华
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 兵器科学与技术
关键词: 运载火箭控制系统 故障诊断 专家系统 产生式规则树 基于模型的推理
分类号: V467
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 71次
引　用: 1次
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内容摘要


随着人工智能技术的不断进步,故障诊断技术进入了一个新的智能化诊断阶段。本文运用人工智能领域日趋成熟的专家系统方法,对运载火箭控制系统的故障诊断问题进行了研究。文章完成了运载火箭控制系统故障诊断专家系统的框架设计,将整个故障诊断系统划分为故障诊断建模平台和故障诊断运行平台两大模块,实现了故障诊断专家系统知识库与推理机的相互独立。针对基于规则诊断的局限性,将产生式规则进行了三点改进,提出了产生式规则树的概念,有效的减少了规则的规模,解决了规则的匹配问题,并研究了运用代数运算解决基于产生式规则树故障诊断推理的算法。提出了一套基于多信号流图模型推理的运载火箭控制系统故障诊断算法,从图论的角度运用代数运算解决了基于模型的故障诊断推理问题,提出的基于模型的推理方法能够用经典的一致性诊断理论解释。从知识库的构建、知识的表示和存储以及诊断推理机的设计等方面讨论了运载火箭控制系统故障诊断专家系统的实现技术,并开发了运载火箭控制系统故障诊断专家系统的原型系统。

全文目录


摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-21
  1.1 研究背景与意义  12
  1.2 相关研究工作综述  12-19
    1.2.1 控制系统故障诊断方法  12-14
    1.2.2 故障诊断专家系统及其主要形式  14-19
    1.2.3 基于测试信息的故障诊断技术  19
  1.3 论文研究思路及主要工作  19-21
第二章 运载火箭控制系统故障诊断系统的总体设计  21-29
  2.1 引言  21
  2.2 故障诊断系统的总体框架  21
  2.3 故障诊断系统的专家知识  21-27
    2.3.1 信号知识  21-22
    2.3.2 组件知识  22
    2.3.3 线缆知识  22-23
    2.3.4 系统结构知识  23-24
    2.3.5 测试流程知识  24
    2.3.6 诊断规则知识  24-27
  2.4 小结  27-29
第三章 故障诊断系统专家知识表示  29-40
  3.1 引言  29
  3.2 XML 与SVG  29
  3.3 基于XML 的专家知识表示  29-37
    3.3.1 信号知识  29-30
    3.3.2 组件知识  30-31
    3.3.3 线缆知识  31-32
    3.3.4 系统结构知识  32-33
    3.3.5 测试流程知识  33-35
    3.3.6 诊断规则知识  35-37
  3.4 基于SVG 的知识图形化存储关键技术  37-39
  3.5 小结  39-40
第四章 基于产生式规则树推理的故障诊断方法  40-48
  4.1 引言  40
  4.2 问题描述  40
  4.3 预备知识  40-43
    4.3.1 规则树的矩阵表示  40-41
    4.3.2 几种矩阵运算  41-43
  4.4 基于产生式规则树的诊断算法  43-47
    4.4.1 产生式规则树特征分析  43-44
    4.4.2 诊断算法  44-45
    4.4.3 算例  45-47
  4.5 小结  47-48
第五章 基于模型推理的故障诊断方法  48-78
  5.1 引言  48
  5.2 问题描述  48-50
  5.3 预备知识  50-53
    5.3.1 图论相关概念及运算  50-51
    5.3.2 有向图回路的分类  51
    5.3.3 信号–组件依赖关系  51-52
    5.3.4 信号–信号依赖关系  52-53
  5.4 信号状态全部已知时的故障诊断推理  53-60
    5.4.1 测试数据和系统模型的一致性校验  53-55
    5.4.2 故障分类及特征分析  55-57
    5.4.3 基于模型的故障推理算法  57-60
  5.5 信号状态部分已知时的故障诊断推理  60-74
    5.5.1 两个假设  60-61
    5.5.2 未知信号的状态推理  61-67
    5.5.3 信号状态部分已知时的故障诊断算法  67-74
  5.6 与Reiter 理论的比较分析  74-77
    5.6.1 Reiter 的诊断理论  74-76
    5.6.2 比较分析  76-77
  5.7 小结  77-78
第六章 故障诊断系统的实现技术  78-87
  6.1 引言  78
  6.2 基于Vectorcontrol.Net 的知识图形化存储  78-80
  6.3 故障诊断专家知识的访问  80
  6.4 故障诊断系统与测发控系统的数据交换  80-82
  6.5 系统监测与故障诊断流程  82
  6.6 故障诊断专家系统原型  82-86
    6.6.1 故障诊断建模平台  83-84
    6.6.2 故障诊断运行平台  84-86
  6.7 小结  86-87
第七章 结束语  87-89
致谢  89-90
参考文献  90-94
作者在学期间取得的学术成果  94-95
附录A 专家知识XML schema 源码  95-99

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中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 制造工艺 > 航天器的维护与修理
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