嵌入式控制系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、自從Willsky在1976年發(fā)表第一篇故障診斷方面的綜述文章后,故障診斷技術(shù)便蓬勃發(fā)展起來(lái)。隨著嵌入式技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展,嵌入式控制系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控與故障診斷已經(jīng)成為其中的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 目前嵌入式控制系統(tǒng)的故障診斷主要存在兩個(gè)問題:(1)由于故障診斷系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,而且開發(fā)這樣的診斷系統(tǒng)要求很高,需要對(duì)被診斷系統(tǒng)有深入理解,并保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此診斷系統(tǒng)的

2、開發(fā)一般存在開發(fā)周期較長(zhǎng),成本較高的問題。(2)大多數(shù)故障診斷系統(tǒng)只是針對(duì)單一的機(jī)電設(shè)備,當(dāng)要診斷其他機(jī)電設(shè)備或同一設(shè)備的不同型號(hào)時(shí),就需要重新開發(fā)診斷系統(tǒng),這就造成了人力和財(cái)力上的極大浪費(fèi)。
　　 本文充分考慮到嵌入式控制系統(tǒng)及其故障診斷本身的特點(diǎn),力求在通用性及特定診斷的專用性上平衡,以提高診斷的正確率、實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性為目的,設(shè)計(jì)以下開發(fā)策略。
　　 (1)提出基于專家系統(tǒng)的診斷方法,并將嵌入式控制系統(tǒng)抽象成數(shù)字量、

3、計(jì)數(shù)量、模擬量、時(shí)序量、多維量及時(shí)間段量。這樣便可使嵌入式控制系統(tǒng)按照統(tǒng)一的方式來(lái)處理,提取出嵌入式控制系統(tǒng)的共性,使得診斷系統(tǒng)具有通用性的特點(diǎn)。
　　 (2)采用多種知識(shí)表示方法。如基于規(guī)則的知識(shí)表示、曲線擬合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示等。同時(shí)引入模糊技術(shù),更能準(zhǔn)確表達(dá)專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),使得診斷效果更符合實(shí)際情況。
　　 (3)采用代碼自動(dòng)生成技術(shù)開發(fā)診斷系統(tǒng)。本文對(duì)嵌入式控制系統(tǒng)進(jìn)行抽象,使得診斷系統(tǒng)大部分代碼都相同,只有涉

4、及被診斷系統(tǒng)本身相關(guān)代碼有所變化。于是診斷系統(tǒng)的大部分代碼只需一次編輯,與特定診斷系統(tǒng)本身相關(guān)的代碼則可按一定策略自動(dòng)生成。這種方式大大提高了故障診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性及開發(fā)進(jìn)度。
　　 (4)診斷系統(tǒng)按線程方式運(yùn)行。本文提出的方法創(chuàng)造性地將診斷系統(tǒng)作為一低級(jí)線程與被診斷系統(tǒng)的控制程序一起運(yùn)行。診斷線程的優(yōu)先級(jí)低于控制線程,這樣保證了不影響控制線程的實(shí)時(shí)控制,也使得診斷系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)的功能。而傳統(tǒng)診斷方法將被診斷系統(tǒng)的特征數(shù)據(jù)傳送到診斷