摘 要： 針對(duì)遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)的故障特性，給出了故障診斷專家系統(tǒng)的架構(gòu)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測(cè)信息及任務(wù)流程的故障特征分析、系統(tǒng)故障樹(shù)的建立與分析，利用產(chǎn)生式的知識(shí)表示方式，建立了故障診斷專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)。依據(jù)該知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)的故障診斷專家系統(tǒng)已用于實(shí)際工程項(xiàng)目，提高了遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)故障診斷的效率。

關(guān)鍵詞： 接收系統(tǒng)； 故障診斷； 專家系統(tǒng)； 知識(shí)庫(kù)； 故障樹(shù)

中圖分類號(hào)： TN927?34； TP182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）03?0104?05

Knowledge base design of fault diagnosis expert system applied to

remote sensing satellite receiving system

HU Meng1， WANG Wanyu2， TAO Sunjie3， WANG Jianping2

（1. The No. 39 Research Institute， China Electronics Technology Group Corporation， Xi’an 710065， China；

2. Institute of Remote Sensing and Digital Earth， Chinese Academy of Science， Beijing 100094， China；

3. Southwest China Institute of Electronic Technology， Chengdu 610036， China）

Abstract： For the fault characteristics of the remote sensing satellite receiving system， the architecture of the fault diagnosis expert system is provided. The fault characteristics of the monitoring information and task flow for system equipments are analyzed， and the system fault tree is established and analyzed， based on which the knowledge base of the fault diagnosis expert system is established with the knowledge representation method of production. The designed fault diagnosis expert system according to this knowledge base has been applied in the actual engineering projects， which can improve the fault diagnosis efficiency of the remote sensing satellite receiving system.

Keywords： receiving system； fault diagnosis； expert system； knowledge base； fault tree

0 引 言

遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁多，運(yùn)行的自動(dòng)化程度高，且系統(tǒng)中設(shè)備之間緊密耦合，一處故障可能引起一系列連鎖反應(yīng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，影響衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收，造成寶貴的衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源的丟失。

目前，遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)大多仍采用人工方式進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷，該方式對(duì)故障診斷人員技術(shù)能力要求高，效率低，已不能適應(yīng)新的技術(shù)發(fā)展需求[1]。因此采用先進(jìn)的智能故障診斷技術(shù)，提高遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)的本地和遠(yuǎn)程的故障診斷能力，已成為遙感衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢(shì)，具有重要的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

本文針對(duì)遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)故障診斷智能化、自動(dòng)化的技術(shù)需求，依據(jù)遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)的故障特征，在對(duì)已有故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，給出了故障診斷專家系統(tǒng)的架構(gòu)，并結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目完成了故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。依據(jù)該知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)的故障診斷專家系統(tǒng)已應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目，提高了遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)故障診斷的效率。

1 遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)組成及故障特性分析

遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)是一類復(fù)雜系統(tǒng)，主要由天伺饋系統(tǒng)、跟蹤接收系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和站監(jiān)控管理系統(tǒng)組成[2]。系統(tǒng)中包含有天線、座架等機(jī)械設(shè)備，還包含大量各類電子設(shè)備，如變頻器、解調(diào)器、調(diào)制器、誤碼儀、頻譜儀、計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等設(shè)備。站監(jiān)控管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)，各設(shè)備在站監(jiān)控管理系統(tǒng)的控制下完成對(duì)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的跟蹤接收任務(wù)。典型的遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)如圖1所示。

總體來(lái)說(shuō)，遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)具有以下故障特性[3]：

（1） 系統(tǒng)組成復(fù)雜，結(jié)構(gòu)層次多。與此相對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)故障點(diǎn)多、故障類型多、故障狀態(tài)多、故障因素多，因果關(guān)系復(fù)雜，快速、高效、準(zhǔn)確、可信診斷故障難度高，故障排查、處理決策難度高。

（2） 系統(tǒng)涉及專業(yè)領(lǐng)域廣，知識(shí)構(gòu)成復(fù)雜，知識(shí)表述及規(guī)則制定等難度大。

（3） 系統(tǒng)處于數(shù)據(jù)接收的工作狀態(tài)與等待數(shù)據(jù)接收狀態(tài)的交替運(yùn)行模式，系統(tǒng)不是處于穩(wěn)定、連續(xù)的運(yùn)行狀態(tài)之中，故障突發(fā)性概率高。

（4） 系統(tǒng)工作受衛(wèi)星、空間鏈路、工作環(huán)境等外部因素影響大，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)區(qū)分內(nèi)、外部因素難度大。

（5） 故障位置、類型對(duì)系統(tǒng)工作的影響程度差別大，故障影響級(jí)別的分類、處理決策難度大。

從以上故障特點(diǎn)可知：遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)的故障具有層次性，而更多的是其形態(tài)的多樣性和不確定性。為此，將系統(tǒng)的故障診斷分解為故障檢測(cè)、故障識(shí)別和定位、故障處理決策三部分。

故障檢測(cè)功能利用站監(jiān)控管理系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其主要任務(wù)是完成各類信息的采集、記錄，包括故障信息、設(shè)備狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行信息、測(cè)試結(jié)果信息等。

故障識(shí)別和定位是根據(jù)故障檢測(cè)結(jié)果及知識(shí)庫(kù)信息，經(jīng)分析、推理確定故障類型（如設(shè)備硬件故障、軟件故障、設(shè)備參數(shù)設(shè)置錯(cuò)、設(shè)備需要標(biāo)校等）和發(fā)生故障的設(shè)備。

故障處理決策是在故障識(shí)別和定位的基礎(chǔ)上，對(duì)故障進(jìn)行解釋和評(píng)估并提供處理決策。

2 故障診斷專家系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

故障診斷專家系統(tǒng)主要包括知識(shí)庫(kù)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、解釋機(jī)、知識(shí)獲取、故障分類統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)及人機(jī)接口等部分[3]，如圖2所示。

知識(shí)庫(kù)包含領(lǐng)域中的大量事實(shí)和規(guī)則，是領(lǐng)域知識(shí)和相關(guān)常識(shí)性知識(shí)的集合，這些知識(shí)可以用一種或多種知識(shí)表示方法來(lái)表示，知識(shí)表示方法決定了知識(shí)庫(kù)的組織結(jié)構(gòu)，并直接影響全天整個(gè)專家系統(tǒng)的工作效率。

綜合數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)所有原始特征數(shù)據(jù)的信息（包含狀態(tài)監(jiān)視信息、任務(wù)信息、測(cè)試信息、設(shè)備信息、參數(shù)配置信息等）、推理過(guò)程中得到的中間信息和解決問(wèn)題后輸出的結(jié)果信息等。

推理機(jī)是專家系統(tǒng)的組織控制機(jī)構(gòu)，它根據(jù)輸入信息，運(yùn)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按一定的策略進(jìn)行推理，完成故障診斷。

解釋機(jī)能夠解釋推理過(guò)程，并能夠詢問(wèn)需要的補(bǔ)充特征信息；此外，還可以解釋推理得到的確定性結(jié)論，并對(duì)診斷結(jié)論做評(píng)估。

知識(shí)獲取是專家系統(tǒng)和領(lǐng)域?qū)＜壹爸R(shí)工程師的接口，通過(guò)它與領(lǐng)域?qū)＜液椭R(shí)工程師交互，使知識(shí)庫(kù)不僅可以獲得知識(shí)，而且可使知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)不斷更新，從而使專家系統(tǒng)的性能得到不斷改善。

故障分類統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)及分析評(píng)價(jià)，獲取系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)、故障多發(fā)設(shè)備等信息，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供改進(jìn)建議，也可為系統(tǒng)維護(hù)、備件訂購(gòu)等提供技術(shù)支撐。

人機(jī)接口是專家系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行信息交互的媒介，它可以以文字、圖形、表格等多種方式與用戶交互。

3 知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)

知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)是專家系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括問(wèn)題知識(shí)化、知識(shí)概念化、概念形式化、形式規(guī)則化和規(guī)則合法化[4]。本文設(shè)計(jì)的故障診斷知識(shí)庫(kù)由知識(shí)主表，業(yè)務(wù)知識(shí)主表，業(yè)務(wù)知識(shí)從表的結(jié)構(gòu)組成。知識(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。設(shè)計(jì)時(shí)用故障樹(shù)模型表述較為復(fù)雜的專家知識(shí)，并且關(guān)聯(lián)其他類型的專家知識(shí)。

3.1 知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)

3.1.1 知識(shí)庫(kù)組織結(jié)構(gòu)

故障診斷知識(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)層級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。知識(shí)庫(kù)由知識(shí)主表、業(yè)務(wù)知識(shí)主表、業(yè)務(wù)知識(shí)從表組成。

知識(shí)主表：用抽象的方式存儲(chǔ)各類知識(shí)，包括知識(shí)ID，知識(shí)類型，知識(shí)描述，版本號(hào)，創(chuàng)建時(shí)間，審批時(shí)間，狀態(tài)等屬性。其中，知識(shí)類型用以劃分系統(tǒng)中各種類型的專家知識(shí)，知識(shí)描述用以描述各類專家知識(shí)的特性，其他屬性字段則適用于知識(shí)的發(fā)布和審批。

業(yè)務(wù)知識(shí)主表：分別描述了故障診斷系統(tǒng)的多類專家知識(shí)，包括故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)知識(shí)主表，閉環(huán)測(cè)試知識(shí)主表，故障樹(shù)知識(shí)主表等。

業(yè)務(wù)知識(shí)明細(xì)：是具體的專家知識(shí)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

通過(guò)上述三層層級(jí)結(jié)構(gòu)，有效地構(gòu)建了穩(wěn)固、可靠并且方便擴(kuò)充的專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)模型，方便后續(xù)更為復(fù)雜的專家業(yè)務(wù)知識(shí)的存儲(chǔ)。

3.1.2 知識(shí)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)用故障樹(shù)模型表述較為復(fù)雜的專家知識(shí)，并且關(guān)聯(lián)其他類型的專家知識(shí)，形成和真實(shí)人工診斷基本一致的知識(shí)存儲(chǔ)方式。

故障樹(shù)知識(shí)作為主干，其他類型的知識(shí)作為枝蔓，共同構(gòu)架，完成了故障診斷系統(tǒng)的知識(shí)組成和架構(gòu)設(shè)計(jì)。同樣，故障樹(shù)模型為后續(xù)更多不同類型的專家知識(shí)的納入建立了基礎(chǔ)和準(zhǔn)備。

3.2 知識(shí)表示

知識(shí)是故障診斷專家系統(tǒng)的核心之一，知識(shí)表示方法決定著知識(shí)庫(kù)的組織結(jié)構(gòu)并直接影響整個(gè)故障診斷專家系統(tǒng)的工作效率。知識(shí)包括事實(shí)與規(guī)則。

3.2.1 事實(shí)的表示

事實(shí)分為葉子事實(shí)（LeafFact）和非葉子事實(shí)（NotLeafFact）。葉子事實(shí)是不能再進(jìn)一步尋因的、有數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)直接支撐的事實(shí)，在故障樹(shù)上反映為葉子節(jié)點(diǎn)，或者是故障檢測(cè)點(diǎn)事實(shí)和閉環(huán)測(cè)試事實(shí)等故障產(chǎn)生的原因；非葉子事實(shí)是不能進(jìn)一步尋因的、沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)直接支撐的事實(shí)，在故障樹(shù)上反映為根節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)的祖先節(jié)點(diǎn)。事實(shí)主要包括以下屬性：

{

事實(shí)名稱：

事實(shí)代號(hào)：

事實(shí)描述：

是否為葉子事實(shí)：

GET信息：

JUDGE信息：

值：

置信度：

排除故障建議：

……

}

事實(shí)名稱：事實(shí)的中文ID，方便用戶和開(kāi)發(fā)人員理解事實(shí)的意義；

事實(shí)代號(hào)：事實(shí)的英文ID，惟一，不可重復(fù)，在知識(shí)庫(kù)中事實(shí)的惟一標(biāo)識(shí)；

事實(shí)描述：事實(shí)的詳細(xì)說(shuō)明；

是否為葉子事實(shí)：事實(shí)的類別；

GET信息：獲取支撐數(shù)據(jù)，只有葉子事實(shí)才會(huì)有；

JUDGE信息：對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算判斷，只有葉子事實(shí)才會(huì)有；

值：表示該事實(shí)的狀態(tài)，有正常、異常、未知等可能的狀態(tài)；

置信度：計(jì)算或推理得到該事實(shí)節(jié)點(diǎn)正常、異常等狀態(tài)的可信度；

排除故障建議：如果該部位發(fā)生故障，可以給出排除該部位故障的意見(jiàn)。

3.2.2 規(guī)則的表示

規(guī)則的表達(dá)有產(chǎn)生式、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等表示形式[5]，也可以簡(jiǎn)單地理解為一組條件和滿足此條件下的操作[6]。本設(shè)計(jì)用產(chǎn)生式規(guī)則存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)＜业墓收显\斷知識(shí)。產(chǎn)生式規(guī)則的通用表達(dá)方式如下：

if A， then B

其中：A為規(guī)則前件，表示觸發(fā)該規(guī)則需要滿足的先決條件；B為規(guī)則后件，表示觸發(fā)規(guī)則后，可以得出的結(jié)論或者應(yīng)該執(zhí)行的操作；A包含一個(gè)或多個(gè)前件元素（又成為“模式”），B也包含一個(gè)或多個(gè)后件元素，當(dāng)A中的所有前件元素能在全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中得到匹配時(shí)，稱為模式匹配成功，該規(guī)則可以觸發(fā)，推出規(guī)則后件元素。規(guī)則主要有如下屬性：

{

規(guī)則名稱：

規(guī)則代號(hào)：

規(guī)則描述：

規(guī)則前件元素列表：

規(guī)則后件元素列表：

后件元素關(guān)系：

參數(shù)：

……

}

規(guī)則名稱：規(guī)則的中文ID，方便用戶和開(kāi)發(fā)人員理解規(guī)則的意義；

規(guī)則代號(hào)：規(guī)則的英文ID，惟一，不可重復(fù)，在知識(shí)庫(kù)中規(guī)則的惟一標(biāo)識(shí)；

規(guī)則描述：規(guī)則所實(shí)現(xiàn)功能的詳細(xì)說(shuō)明；

規(guī)則前件元素列表：需要哪些事實(shí)得到匹配，才會(huì)觸發(fā)該規(guī)則，是事實(shí)代號(hào)的集合；

規(guī)則后件元素列表：規(guī)則觸發(fā)后可以推出哪些結(jié)論；

后件元素關(guān)系：標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系有與或非，當(dāng)然用戶也可以自定義關(guān)系；

參數(shù)：后件元素關(guān)系可能會(huì)包含某個(gè)參數(shù)。

3.3 知識(shí)庫(kù)管理和維護(hù)

知識(shí)庫(kù)是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，它存儲(chǔ)的知識(shí)需要通過(guò)程序來(lái)提取和管理。然而，故障診斷知識(shí)庫(kù)還需不斷完善，領(lǐng)域?qū)＜铱赡茈S時(shí)會(huì)更新知識(shí)庫(kù)，故障樹(shù)也可能隨時(shí)會(huì)根據(jù)需要更新。因此本故障診斷專家系統(tǒng)以圖形、列表等形式，對(duì)故障診斷專家系統(tǒng)的各類事實(shí)、規(guī)則等知識(shí)進(jìn)行管理和維護(hù)，包括查詢?yōu)g覽、增加、修改、刪除等功能。

3.3.1 事實(shí)管理

事實(shí)管理包括GET函數(shù)管理、JUDGE函數(shù)管理和事實(shí)管理。GET函數(shù)管理是對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)“get.dll”中的GET函數(shù)登記管理，即讀取其中的標(biāo)準(zhǔn)GET函數(shù)和自定義的GET函數(shù)名，將其讀入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同樣，JUDGE函數(shù)管理，也是讀取“judge.dll”中的標(biāo)準(zhǔn)JUDGE函數(shù)名和自定義JDUGE函數(shù)名，將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，只有登記到數(shù)據(jù)庫(kù)中的GET函數(shù)和JUDGE函數(shù)才能供葉子事實(shí)調(diào)用。

3.3.2 規(guī)則管理

規(guī)則管理主要包括規(guī)則管理、解釋管理和后件元素關(guān)系管理。規(guī)則管理包含對(duì)規(guī)則各個(gè)屬性的管理，其中，規(guī)則前件、規(guī)則后件是在彈出對(duì)話框中的事實(shí)庫(kù)中選擇的；解釋管理是對(duì)系統(tǒng)如何尋因進(jìn)行管理；后件元素關(guān)系管理包含標(biāo)準(zhǔn)的And，Or，Not，或者其他自定義關(guān)系，如圖3所示。

規(guī)則管理，其可視化操作包括故障樹(shù)查看、故障樹(shù)模型建立、故障樹(shù)變更和刪除等，可直接在圖形界面上進(jìn)行編輯，通過(guò)事件拖拽形式建立或變更故障樹(shù)，并可在圖形界面上直接修改故障樹(shù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)屬性，如事件名稱、描述、故障建議等。

3.3.3 知識(shí)庫(kù)的更新

如果對(duì)知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)、規(guī)則、函數(shù)不加限制的隨意添加、刪除，很可能出現(xiàn)知識(shí)庫(kù)不一致的情況，比如出現(xiàn)規(guī)則前件元素的事實(shí)在事實(shí)庫(kù)中找不到，那么該規(guī)則永遠(yuǎn)都得不到匹配；或者葉子事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)GET函數(shù)在函數(shù)庫(kù)中找不到，那么該葉子事實(shí)永遠(yuǎn)獲取不到數(shù)據(jù)判斷不了它的狀態(tài)。為了保證知識(shí)庫(kù)的一致性，需要按一定順序?qū)χR(shí)庫(kù)進(jìn)行操作。

要添加一條規(guī)則，必須保證它的前件元素、后件元素存在于事實(shí)庫(kù)中，因此需要先添加事實(shí)，添加事實(shí)之前，必須保證其GET函數(shù)、JUDGE函數(shù)在函數(shù)庫(kù)中，因此必須先添加GET函數(shù)和JUDGE函數(shù)。

要想刪除GET函數(shù)或者JUDGE函數(shù)，需先刪除引用該GET函數(shù)或者JUDGE函數(shù)的所有事實(shí)，要?jiǎng)h除事實(shí)，必須先刪除所有引用該事實(shí)的規(guī)則。如果想強(qiáng)行刪除GET函數(shù)或者JUDGE函數(shù)，那么會(huì)提示有哪些事實(shí)引用了該GET函數(shù)或者JUDGE函數(shù)，而刪除失??；如果想強(qiáng)行刪除事實(shí)，那么會(huì)提示有哪些規(guī)則引用了該事實(shí)而導(dǎo)致刪除失敗。如此，能在一定程度上保證用戶在操作知識(shí)庫(kù)時(shí)的安全。

3.3.4 知識(shí)庫(kù)一致性檢查

在故障診斷系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)建立好后，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行與專家知識(shí)的不斷總結(jié)，會(huì)有新的知識(shí)不斷加入到知識(shí)庫(kù)中，產(chǎn)生式規(guī)則的數(shù)量也在不斷增加，雖然在操作知識(shí)庫(kù)的時(shí)候進(jìn)行了一些一致性控制，但仍然會(huì)存在規(guī)則之間矛盾、冗余、蘊(yùn)含等不一致和不完整性。

在知識(shí)庫(kù)構(gòu)建之初，可以通過(guò)人工的方式進(jìn)行檢查，但知識(shí)庫(kù)變得龐大之后，規(guī)則之間的聯(lián)系變得復(fù)雜，人工方式難以排查，因此知識(shí)庫(kù)必須建立知識(shí)有效性和完整性檢查機(jī)制。

知識(shí)庫(kù)一致性檢查包含：知識(shí)矛盾、知識(shí)循環(huán)、知識(shí)等價(jià)、知識(shí)蘊(yùn)含、知識(shí)不完整性。知識(shí)矛盾是指相同的前件推出兩個(gè)相反的結(jié)論，或者在相同的前提條件下得出相互矛盾的兩個(gè)結(jié)論；知識(shí)循環(huán)是指規(guī)則形成了一個(gè)循環(huán)鏈；知識(shí)等價(jià)是指如果兩個(gè)規(guī)則R1和R2的前件等價(jià)時(shí)，得出的結(jié)論也等價(jià)；知識(shí)蘊(yùn)含是指如果兩條規(guī)則R1和R2的結(jié)論部分等價(jià)，但一條規(guī)則R1的前件蘊(yùn)含另一條規(guī)則R2的前件；知識(shí)不完整性是指事實(shí)庫(kù)中的事實(shí)沒(méi)有完全包含在規(guī)則庫(kù)中規(guī)則的所有前件和后件中。

同時(shí)，根據(jù)故障診斷規(guī)則的特點(diǎn)，還需要做如下檢查：

（1） 規(guī)則前件元素一般只有一個(gè)，且是非葉子事實(shí)；

（2） 故障樹(shù)層次結(jié)構(gòu)清晰，故障樹(shù)之間相互獨(dú)立無(wú)交叉；

（3） 任何一個(gè)事實(shí)最多作為一個(gè)規(guī)則的前件，最多作為一個(gè)規(guī)則的后件。

3.3.5 模擬推理

在按照正常流程對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行編輯、更新事實(shí)和規(guī)則并進(jìn)行一致性檢查后，仍需確認(rèn)更新后的知識(shí)庫(kù)，以便確保故障診斷系統(tǒng)按預(yù)期進(jìn)行推理。因此，在知識(shí)管理模塊設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬推理功能。

模擬推理界面可向全局事實(shí)庫(kù)中輸入需要測(cè)試的事實(shí)，然后推理并觀察規(guī)則匹配后的推理結(jié)論是否與預(yù)期一致。模擬推理有兩種方式：第一種是一鍵推理，根據(jù)全局事實(shí)庫(kù)中的事實(shí)，推理機(jī)推出所有可能的結(jié)論；第二種是步進(jìn)推理，根據(jù)當(dāng)前全局事實(shí)庫(kù)中的事實(shí)，每一步只觸發(fā)一條規(guī)則，直到?jīng)]有規(guī)則可以觸發(fā)，這個(gè)過(guò)程就像一步一步調(diào)試程序。

4 結(jié) 論

知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)是專家系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測(cè)信息及任務(wù)流程的故障特征分析、系統(tǒng)故障樹(shù)的建立與分析，利用產(chǎn)生式的知識(shí)表示方式，建立了故障診斷專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)層級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

依據(jù)該知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)的故障診斷專家系統(tǒng)已應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中，提高了遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)故障診斷的效率。

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