張巧玲　畢衛(wèi)紅　董　妍

摘 要：在自動控制領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的控制理論都是用精確的數(shù)學模型描述的，系統(tǒng)的輸入信息比較單一，控制參數(shù)的變化范圍較小，顯然，當控制對象的具有不確定性和復(fù)雜性時，傳統(tǒng)的控制理論就無能為力。分層診斷專家系統(tǒng)排查裝載車電氣系統(tǒng)故障具有便于故障分析快速、準確，利于操作的特點。

關(guān)鍵詞：分層診斷專家系統(tǒng) 故障診斷

概 述

復(fù)雜的設(shè)備是由多個子系統(tǒng)組成的，而每一個子系統(tǒng)又是由多個元件主成的，他們之間相互制約，相互影響，具有一定的層次性和相關(guān)性由于其結(jié)構(gòu)的層次性和相關(guān)性，故障也具有層次性和相關(guān)性，一個部件或系統(tǒng)出現(xiàn)故障可能誘發(fā)其他部件或系統(tǒng)故障。有關(guān)學者認為，分層診斷專家系統(tǒng)將成為故障診斷領(lǐng)域一個新的有效工具，將在以下的幾個方面（1）設(shè)備運行狀態(tài)的異常辨別。（2）設(shè)備故障的分類式診斷（3）反映設(shè)備運行狀態(tài)的特征參數(shù)個數(shù)的選取等具有廣泛的應(yīng)用。

本文是以裝載車電氣系統(tǒng)為例，依據(jù)故障現(xiàn)象及提示或經(jīng)驗判斷，將故障的范圍盡?。ㄗ酉到y(tǒng)），而后對子系統(tǒng)進行原理分析和工作過程分析，對可能性的故障點，對故障點一一檢測，便可查出故障所在。功能結(jié)構(gòu)的分層方法是縮小故障范圍的方法，而在盡可能在一定的范圍內(nèi)充分發(fā)揮分層的作用，專家系統(tǒng)故障集的引入使得分析的結(jié)果更明確，診斷方法有效。使用是裝備保障的新課題。

一、系統(tǒng)故障診斷基礎(chǔ)過程

1.系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測

測取系統(tǒng)運行狀態(tài)信號，是因為狀態(tài)信號是故障信息的唯一載體.也是診斷的唯一依據(jù)，檢測主要有以下幾個過程。當出現(xiàn)異常，可按程度可分到給出早期警報。緊急報警。強迫系統(tǒng)停機。

（1）信號測?。菏峭ㄟ^電量和傳感器組成的探測頭直接探測對象參數(shù)的變化。

（2）中間變換：主要完成有探測頭取得的信號的變換和傳輸。

（3）數(shù)據(jù)采集：就是把中間變換的連續(xù)信號進行離散化過程，數(shù)據(jù)是診斷的基礎(chǔ)，能否采集客觀反映設(shè)備運行狀態(tài)的信息。是診斷成敗的關(guān)鍵。

2.特征提?。壕褪菑臓顟B(tài)信號提取與設(shè)備故障有關(guān)特征信息，采用信號處理技術(shù)，消除外部或內(nèi)部的干擾，——提高處理速度。

3.診斷故障：根據(jù)信息和故障對系統(tǒng)的性能指標影響程度作出估計。綜合給出故障等級，其中包含有足夠的故障源信息，建立各種模式進一步分析故障征兆和狀態(tài)。

4.規(guī)劃決策：根據(jù)設(shè)備故障征兆狀態(tài)，預(yù)測故障發(fā)展，并根據(jù)故障性質(zhì)和趨勢，作出決策。干預(yù)其工作過程。

整體過程可用圖1-1表示

二、檢測信號采集總體構(gòu)思

系統(tǒng)的信號故障采集，以及診斷的模式識別應(yīng)具備以下三項功能：

1.信息測取功能：裝載車使用過程，將檢測的部件狀態(tài)進行監(jiān)測，必須有對故障信號準確拾取、采集兩個過程。

2.特征提取功能： 對采集得到的故障信號進行處理，根據(jù)模糊知識庫進行模推理。

3.模式分類功能：診斷系統(tǒng)根據(jù)提取特征，能自動判別出故障所屬類別與上述三個功能相適應(yīng)，診斷系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集，特征提取，模式分類三個主要子系統(tǒng)和輔助功能子系統(tǒng)組成，輔助功能子系統(tǒng)完成參數(shù)輸入。診斷結(jié)果輸出等功能，各子系統(tǒng)分別完成各自的功能，由系統(tǒng)管理軟件調(diào)度四個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，如圖1-2所示。

三、故障診斷識別子系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.信號拾取子系統(tǒng)

要對裝載車電氣系統(tǒng)運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，就必須進行工作特征信號提取，所監(jiān)測的信號都能最大限度地反映運行特點的并易于拾取的特征，因而用于檢測儀表，電機轉(zhuǎn)速和三防系統(tǒng)的有位移信號，轉(zhuǎn)速檢測信號和r輻射報警信號其信號調(diào)節(jié)通路如下：

2. 信號采集子系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用具有轉(zhuǎn)換速度快，與計算機接口方便，具有良好性能價格比的HY-8021作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置。HY-8021是IBM—PCAT總線容的多功能數(shù)據(jù)采集板。

參考文獻：

［1］ 胡昌華.許化龍，控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制的分析和設(shè)計，北京：國防科技大學出版社，2000.7

［2］ 閻明印，具有學習功能的機械設(shè)備故障診斷的研究，華中理工大學1993.8

作者簡介：張巧玲，女，1965生自動控制理論與工程專業(yè)工程碩士，現(xiàn)在裝甲兵技術(shù)學院任教，副教授。