可重构远程诊断系统理论与技术研究

发布时间：2020-11-02 17:44

　　 现代生产设备的复杂程度增加,服务地域扩大,用户对服务时间的要求越来越短,迫切需要新的服务手段和技术的支持。基于Internet 的设备远程监测、操作和故障诊断技术是解决这一问题的有效途径。本文从提高远程诊断系统的开放性和通用性入手,主要在远程诊断系统的软件结构层面,对其结构模型、多诊断资源的协作以及资源与软件模块的重用等展开研究。 首先,提出了可重构远程诊断系统的结构模型及其重构模式。给出了远程故障诊断系统的可重构体系结构,基于Web 的远程诊断服务平台,利用通讯接口屏蔽资源与设备的异构性,使其能够适用于不同的应用环境。远程诊断系统是由资源、设备、时间构成的三维坐标系中的动态系统,同一个远程诊断系统中的多个诊断资源之间将相互协作,而同一个诊断资源也可以被多个诊断系统共享与重用。在功能结构上,远程诊断系统分为问题层、协作层和诊断层三个层次; 在运行结构上,远程诊断系统是一个由多个诊断资源参与协作进行故障诊断的分布式计算环境。通过两级重构——静态重构和动态重构——可以实现诊断资源和软件模块的共享与重用,相应地,诊断任务也可以在两个层次上分解执行; 可重构诊断系统的实现与运行分为四个层次:系统层、设计层、运行层与管理层。 其次,研究了远程诊断系统的重构技术。重构技术是实现远程诊断系统开放性的手段。基于诊断系统的第一级重构方式——静态重构,建立了诊断资源子系统的可重用结构模型,利用软件芯片技术封装诊断资源子系统的各功能模块,大大提高了软件模块的重用性,使得诊断资源子系统的设计简单易行。远程监控是远程诊断系统的重要组成部分,监控系统重构也是静态重构的重要内容。为了提高监控系统的灵活性和可重用性,监控系统采用一种以数据为中心的结构,论述了远程监控系统组态平台实现的关键技术和进行监控系统设计与运行的一般步骤。基于远程诊断系统的第二级重构方式——动态重构,论述了诊断任务、诊断资源和协作诊断系统的描述模型; 提出了一种诊断资源的启发式选择算法,给出了诊断资源之间的协作方式及其实现方法。 另外,研究了两种故障诊断的数据处理方法。将学习矢量量化神经网络集成在基于实例推理的故障诊断方法中,减小了实例搜索空间,提高了实例检索效率。将基于决策能力的启发式属性约简算法应用于诊断知识决策表的约简中,可以提取关键征兆条件、去除冗余规则。 运用VC++为基本工具,开发了一个远程监控系统组态软件,介绍了应用此组态平台进行监控系统设计与运行的过程。设计了远程诊断重构平台原型系统,并且叙述了应用基于软件芯片的诊断子系统重构技术进行诊断资源设计和应用资源重组技术进行远程诊断系统组建与运行的步骤。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH17
【部分图文】：

只有一个子系统（称为协作子系统），负责对诊断任务进行分解，将不同的数据分别传送到相应的子系统中。对系统中发生的协作事务进行处理以子系统的正常运行。包括多个运行在不同地域的诊断子系统。诊断层根据协作层分派的诊断任且及时响应协作层下发的协作行为，完成诊断任务后，将得到的诊断结果层中。诊断子系统在运行过程中根据协作行为不断地调整自己的运行状态作层对整个诊断任务的要求。断系统中各层包括的多个子系统可以在不同地域运行，共同协作进行故障层是连接不同地域的多个子系统的信息中心，所有的信息在协作层得到汇当的调整和处理，使问题层和诊断层的多个子系统能够协调有序的运行，设备服务的目的。①每个子系统都有远程通讯模块与其他子系统交换数据间并没有固定的功能接口调用关系，一个子系统通过传送符合一定协议的图 2.5 远程诊断系统的逻辑结构

据给另一个子系统，从而使其产生期望的行为，即子系统本身具有功能独立性和数独立性。②问题层与诊断层的子系统不发生直接的通讯，而是通过协作层子系统进彼此之间的通讯与协调；相应地，设备与资源之间没有固定的联系，整个诊断系统有设备开放性与诊断资源开放性。③问题层与诊断层的子系统之间，或者他们本层部的子系统之间是透明的；但是，协作层子系统既了解问题层子系统能够获取的故征兆和需要提供给问题层子系统的诊断结果形式，也知道诊断层子系统的详细情况如输入/输出参数、诊断能力等，因此协作层子系统能够合适地调度其他子系统的行是其他子系统运行的联系纽带和外部环境。这样一来，设备可以充分利用分布于不地域的诊断资源为其服务，而诊断资源的服务范围也大大扩展，不局限于固定的服对象和特定的地域，便于进行诊断系统的重构。（2） 远程诊断系统的物理组成诊断资源

具体运行过程如图 2.11 所示，步骤如下：（1）监控人员运行远程监控系统进行控。远程是指逻辑上的，实际上也可以在本地运行。（2）设备出现故障，监控过网络访问远程诊断平台寻求帮助，从而组建远程诊断系统。（3）远程诊断服远程诊断客户端分别运行。诊断客户端获取故障征兆，运行期间监控人员可以程监控系统操作设备以获取所需的设备故障征兆。根据能够获得的故障征兆，务器利用合适的网络诊断资源进行诊断，并将诊断结论进行综合后返回给监控导进行设备维护。（4）监控人员将维护结果反馈给系统，系统根据结果反馈进库的更新等。（5）诊断任务结束，释放有关资源、解散诊断系统。（6）重新进远程监控，监控人员运行远程监控系统进行设备监控。图 2.11 可重构远程故障诊断系统的运行过程e)诊断系统解除
【引证文献】

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本文编号：2867358