机械故障诊断.ppt

智能化，是指开发诊断型专家系统，使数据处理、分析、故障识别自动完成，能减轻诊断的工作量，并提高诊断速度及正确性。 标准化，建立检测标准，建立检测机制，设计制造时考虑到设备的检测问题，传感器安排台，测压孔等等，方便对设备实施检测。 网络化，网络传输数据，集中专业人员检测，机器医院。 第三十页，共四十五页。 开发功能强、但操作简单的系统，以适合于现场人员的使用，是智能型故障诊断系统的研究方向，也是智能型故障诊断系统的得以发展的必要条件。 故障诊断技术这一新兴学科的日臻完善，还远远不是其发展进程的终结，随着计算机技术、测试技术、信号处理技术、信息论、控制论、可靠性理论以及系统工程等现代科学技术的发展，还将大大丰富故障诊断技术学科的基础理论与实施技术，促进该学科继续向更高的水平、更深的内涵和更广阔的应用前景发展。 第三十一页，共四十五页。 3.故障诊断与认识过程 故障诊断这一新兴的学科，近年来获得了非常快的发展，但也面临着人工智能领域所面临的共同问题。即知识描述与知识输入的“瓶颈”问题。 模糊数学的创始人Zadeh曾提出模式识别可以被看作是一种不透明的映射。新的情况或新的模式可由一个观察者正确地识别和分类。然而，这一把模式映射为正确类别隶属的过程是不透明的，不仅其详细的过程旁观者是捉摸不透，而且甚至对识别者本人而言也很难理解。计算机模式识别的任务是用透明映射方式来代替这种不透明映射，从而能用计算机语言对其精确地加以描述。 第三十二页，共四十五页。 第六章 机械故障诊断人工智能技术 第一节 故障诊断的模糊数学方法 一、模糊教学的基本概念 1．模糊关系方程 2．隶属函数的定义 3．隶属度函数的确定 4．模糊逻辑运算 5．模糊关系矩阵的确定 第一页，共四十五页。 二、模糊模式识别 1．直接识别方法 按最大隶属原则进行判别。 2．间接识别方法 按择近原则进行模式识别。 第二页，共四十五页。 三、模糊聚类分析 1．数据的标准化 2．标定 3．聚类 四、模糊综合诊断 1．模糊综合评判数学模型 2．模糊运算模型 第三页，共四十五页。 第二节 故障诊断的人工神经网络方法 一、神经网络模型 1. 人工神经元模型 第四页，共四十五页。 2．神经网络模型 （1）模型 第五页，共四十五页。 （2）算法 B-P网络的输入值是一些特征参数，输出值是识别结果，学习算法属于有教师学习，通过不断修改权系数和阈值，使系统的输出误差{y}与给定的教师样本{t}的误差为最小。 第六页，共四十五页。 Hopfield网络 反馈网络 自组织 解决了著名 的TSP问题。 实时处理 第七页，共四十五页。 第三节 故障诊断的专家系统简介 专家系统是应用大量人类专家的知识和推理方法求解复杂的实际问题的一种人工智能计算机程序。它是由一组计算机软件组成的系统，具有相当数量的权威性知识，具备学习功能，并且能够采取一定的策略，运用专家知识进行推理，解决人们在通常条件下难以解决的问题。一般的计算机软件是由数据和程序两级组成，而专家系统则有数据、知识和推理机三级组成。 第八页，共四十五页。 被誉为“专家系统和知识工程之父”的费根鲍姆(Feigenbaum)所领导的研究小组于1968年研究成功第一个专家系统DENDRAL，用于质谱仪分析有机化合物的分子结构。1972～1976年，费根鲍姆小组又开发成功MYCIN医疗专家系统，用于抗生素药物治疗。此后，许多著名专家系统，如PROSPECTOR地质勘探专家系统，CASNET青光眼诊断治疗专家系统、RI计算机结构设计专家系统、MACSYMA符号积分现定理证明专家系统、ELAS钻井数据分析专家系统和ACE电话电缆维护专家系统等被相继开发，为工矿数据分析处理、医疗诊断、计算机设计、符号运算和定理证明等提供强在力的工具。 第九页，共四十五页。 1977年，费根鲍姆进一步提出了知识工程(knowledge engineering)的概念,整个80年代，专家系统和知识工程在全世界得到迅速的发展。在开发专家系统过程中，许多研究者获得共识，即人工智能系统是一个知识处理系统，而知识表示、知识利用和知识获取则成为人工智能系统的三个基本问题。 第十页，共四十五页。 一、专出系统的人工智能特点 专家系统所能解决的主要问题有： (1)解决那些只有专家才能解决的实际复杂问题。 (2)用模仿人类专家推理过程的计算机模型来解决这些问题，并能达到人类专家解决问题的水平。 比较成功的专家系统一般具有以下几个特点： （1）启发性即能使用判别性知识进行推理； （2）透明性能解释自己的推理过程； （3）灵活性能不断修改和