基于故障树的航天器故障诊断专家系统研究

发布时间：2017-04-12 07:01

  本文关键词：基于故障树的航天器故障诊断专家系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着科学技术的发展,航天器的设计必须要求具备故障检测和诊断的能力,这是航天器设计中一个不容忽视的重要问题。航天器就其功能来说,包括任务管理、健康管理和有效载荷操作三个主要方面,其中故障诊断是航天器控制系统的重要功能之一。 本文首先介绍了故障树的基本概念,重点介绍了故障树分析法,对故障树分析法中的故障树的建立,故障树的预处理,故障树的定性和定量分析进行了详细的研究。 其次详细阐述了基于规则的诊断专家系统的基本原理,各个部分的组成和功能。提出将故障树分析法与基于规则的诊断专家系统相结合的方法,将故障树与诊断专家系统知识库联系起来,全面、系统、层次性地将专家知识表示出来,实现了诊断知识的获取,并确保了诊断知识的一致性和完备性。 再次,对于推理机制,这是专家系统的重点。故障诊断中,如果没有一个好的推理规则,对所有可能导致故障的事件一一进行测试,会导致效率低并且消耗也大。本文使用ITEM对故障树进行故障树的定性和定量分析,并将故障树中基于最小割集重要度思想运用到专家系统的推理机制中,这样可以大大提高一次命中的概率,减少盲目测试的次数。 最后,本文以windows XP为平台,VC++为编程语言,SQL2000为后台数据库,应用人工智能诊断方法和面向对象的程序设计方法,开发了航天器姿态控制发动机故障诊断专家系统,验证了该方法具有良好的应用前景。
【关键词】：故障树分析法 故障诊断 专家系统 ITEM 航天器
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：V467
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 引言13
• 1.2 航天器故障诊断技术研究的目的和意义13-14
• 1.3 国内外航天器故障诊断方法研究现状14-15
• 1.4 航天器主要的故障诊断的方法15-17
• 1.5 航天器故障诊断的发展方向17-19
• 1.6 本文的主要工作19-21
• 第二章 故障树分析法研究21-34
• 2.1 故障树分析法中的基本概念和符号21-22
• 2.2 故障树分析方法的特点22-23
• 2.3 故障树的数学表示23-25
• 2.3.1 与门结构函数23-24
• 2.3.2 或门结构函数24
• 2.3.3 故障树结构函数24-25
• 2.4 故障树的建立25-29
• 2.4.1 故障树分析法的步骤25
• 2.4.2 故障树的生成的主要方法25-26
• 2.4.3 计算机辅助建树国内外研究现状26-27
• 2.4.4 基于元件小故障树的计算机辅助建树法27-29
• 2.5 故障树的预处理29-33
• 2.5.1 故障树模块化的思想29-31
• 2.5.2 故障树模块化的具体实现31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 基于规则的诊断专家系统的原理及结构概述34-46
• 3.1 系统基本原理34
• 3.2 系统结构概述34-43
• 3.2.1 人机界面35
• 3.2.2 诊断知识库35
• 3.2.3 诊断知识表示35-37
• 3.2.4 知识库管理系统37-40
• 3.2.5 诊断推理模块40-43
• 3.3 故障树分析法与诊断专家系统之间的联系43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 基于ITEM 软件的故障树定性和定量分析46-58
• 4.1 故障树的定性分析46
• 4.2 故障树的定量分析46-49
• 4.2.1 故障树底事件及顶事件故障概率分析47-48
• 4.2.2 故障树重要度分析48-49
• 4.3 基于ITEM 软件FTA 模块分析的故障诊断49-51
• 4.3.1 ITEM 软件的简介49-50
• 4.3.2 基于故障树的故障诊断测试法50-51
• 4.4 诊断实例51-57
• 4.4.1 利用ITEM 软件建立项目51-54
• 4.4.2 创建故障树与故障树分析54-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 基于故障树的航天器故障诊断专家系统实现58-80
• 5.1 基于简化的诊断知识表示与知识库的建立58-62
• 5.1.1 知识模型的选用58-59
• 5.1.2 航天器故障诊断知识表示59-62
• 5.1.3 诊断知识库的建立62
• 5.2 知识库维护和管理功能的实现62-65
• 5.3 诊断推理功能的实现65-67
• 5.3.1 诊断流程设计65-66
• 5.3.2 诊断推理设计66
• 5.3.3 规则框架推理66-67
• 5.4 航天器故障诊断专家系统的实现67-73
• 5.4.1 姿态控制发动机系统工作原理67-68
• 5.4.2 姿态控制发动机故障树及分析68-73
• 5.5 专家系统的人机界面73-79
• 5.5.1 引入ADO 动态链接库73
• 5.5.2 创建ADO 与数据库的连接73-75
• 5.5.3 主界面75-76
• 5.5.4 知识库管理界面76-77
• 5.5.5 诊断推理的功能的实现77-79
• 5.6 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 论文工作总结80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 作者读硕期间发表的学术论文和科研情况87

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