基于CAN总线的电缆故障诊断专家系统研究

发布时间：2020-10-08 16:31

【摘要】：某型装甲车布线系统电缆多达上百条遍布车体内各部位,且接插件多,转接关系复杂,每条电缆又包含若干根线束。由于装甲车恶劣的作战训练环境,一旦出现故障很难定位故障电缆,盲目采用线束检测仪逐一对多达上千点的所有电缆线束进行测试,接插麻烦,耗时长,且一些高压测试会造成非故障电缆的损伤。无法满足原车原位快速诊断电缆系统故障的要求。为此本文根据电缆系统和全车功能部件的有机联系。研究了可提高电缆系统故障诊断效率的专家系统。主要内容如下:首先,分析并设计了电缆系统故障诊断硬件部分,采用基于CAN总线的分布式信息采集和芯线测试结构,采集电缆系统的功能模块的工作参数和自检信息,得到初步诊断电缆故障的信息;再对诊断出的故障电缆进行芯线测试得到最终结果。实现了参数分散采集,集中处理。为专家系统提供推理的事实。其次,研究了电缆布线故障诊断专家系统的知识获取方法。运用基于粗糙集理论的改进ARDM(Attribute Reduction based on Discernibility Matrix,基于差别矩阵的属性约简,以下简称“ARDM”)算法结合故障树分析法获取故障知识,提高了专家系统获取电缆故障知识的效率。由改进ARDM算法获取的规则知识可以挖掘出故障树的顶事件,从而选定某一故障树进行分析,求出该故障树的最小割集,即顶事件对应的所有具体故障形式。再次,对电缆布线故障诊断专家系统知识库和推理机制进行了构建和设计。将专家系统的故障知识表示成产生式规则的形式,并用Access 2007数据库构建存储规则知识库,通过Visual C++6.0设计程序管理和维护规则知识库;通过对电缆系统故障知识的特点的分析,设计了基于KMP快速模式匹配算法的电缆故障诊断专家系统推理机制,提高了推理机的诊断效率。最后,设计了电缆布线故障诊断专家系统的软件平台。根据故障诊断专家系统的基本组成结构,分别设计了电缆布线故障诊断专家系统软件各模块,并采用Visual C++6.0开发环境和Access 2007数据库联合开发了电缆布线故障诊断专家系统软件平台,实现了各个模块的功能。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：E923.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题研究的目的与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 专家系统概述
    1.5 主要研究内容
第2章 基于CAN总线的电缆故障诊断硬件设计
    2.1 硬件设计的功能需求
    2.2 现场总线控制系统
        2.2.1 CAN总线的简介
        2.2.2 CAN总线基本特点
    2.3 硬件部分的总体设计
        2.3.1 信息采集的设计思路
        2.3.2 芯线测试的设计思路
    2.4 硬件部分的组成
        2.4.1 主控机平台
        2.4.2 分布机平台
    2.5 本章小结
第3章 电缆故障诊断专家系统知识获取研究
    3.1 粗糙集理论概述
        3.1.1 信息系统和决策表
        3.1.2 不可分辨关系及等价关系
        3.1.3 属性约简与核
    3.2 基于粗糙集理论的改进ARDM算法知识获取
        3.2.1 诊断系统决策表的描述
        3.2.2 改进ARDM的约简算法
        3.2.3 属性值约简算法
        3.2.4 规则的检测和求精
        3.2.5 算例分析
    3.3 故障树分析法及故障树的建立
        3.3.1 建树方法
        3.3.2 建立故障树遵循的原则
    3.4 故障树的定性分析
        3.4.1 故障树建立的数学基础
        3.4.2 最小割集
    3.5 电缆布线系统故障树的建立和求解
    3.6 本章小结
第4章 电缆故障诊断专家系统知识库及推理机的设计
    4.1 专家系统的知识表示
        4.1.1 知识的表示原则
        4.1.2 知识的表示方式
        4.1.3 电缆布线故障诊断专家系统的知识表示
    4.2 电缆布线系统故障诊断专家系统知识库的组成
    4.3 知识库的管理和维护
    4.4 专家系统的推理机制
        4.4.1 推理方法
        4.4.2 搜索控制策略
        4.4.3 KMP快速模式匹配算法
        4.4.4 基于KMP算法的电缆布线故障诊断专家系统推理流程
    4.5 本章小结
第5章 电缆故障诊断专家系统的软件实现
    5.1 系统的模块化设计
    5.2 系统工作流程设计
    5.3 电缆故障诊断专家系统功能模块的实现
        5.3.1 系统登录模块
        5.3.2 知识获取模块
        5.3.3 知识库管理模块
        5.3.4 诊断推理模块
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

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本文编号：2832474