飞机机械故障诊断智能专家系统研究

摘要：随着航空技术的飞速发展，飞机的机械系统也变得日益复杂。飞机在机械系统当中属于高端的装备，伴随当前航空技术发展速度进一步加快，很多先进的生产方法应用到飞机生产中，飞机的机械系统也开始变得越来越复杂，其可靠性和安全性逐步变成飞机维修保养过程中重点研究的问题，智能专家系统是确保飞机可靠性的重要检测系统，越来越多的机械工程师开始重视飞机机械故障诊断智能专家系统。本文就飞机机械故障诊断智能专家系统展开探讨。

关键词：飞机；智能专家系统；研究；机械故障诊断

引言

飞机的安全性和可靠性一直是航空制造领域和飞机维修保养领域重点关注的课题，智能故障诊断技术作为保障飞机可靠运行的一种必要手段，越来越多的航空工程师专注于飞机机械故障诊断方面的研究。

1智能故障诊断技术

智能故障诊断系统的组成部分包括领域专家、模拟脑功能的硬件设备、支乎部更件设备固舶勺软件系统、物理器件及外部设备等，该系统运用的目的主要是对被诊断设备澎引犬态的预贝瞬口识别。智能故障诊断技术是建立在智能故障诊断系统所进行的信号处理和建模处理的差肠出上的，该技术的发展实现了规居处理与符号逻辑的统一、数理逻辑与辨证逻辑的集成。目前该技术的研究成果主要有故障诊断专家系全新口故障诊断神经网络这两种。

2智能故障诊断专家系统的特点

首先，该系统具有很强的适应性，因为专家系统主要是以专业知识为理论基础的，所以只要数据库当中知识储备容量足够大，专家系统就能够在任何计算机硬件上进行操作，并且，准确的诊断飞机出现的潜在故障隐患。其次，该系统的成本较低，专家系统在发展的过程中历史悠久，伴随当前相关设备的逐步改进和科技的进一步发展，该系统在运行维护方面的成本变得越来越低，从飞机机械设备的故障诊断的角度进行分析，其他的智能诊断技术相比，其所需要花费的成本较低。最后，该系统具有很强的可靠性，这种可靠性主要表现在专家知识的易获得性和持久性两个方面。持久性主要指的是专家系统并不会像人类专家那样会退休会死亡，因其知识体系如果形成，就会进一步延續下去，而易获得性主要指的是专家系统主要是综合多个专家的观点而获得的。

3智能故障诊断专家系统的总体结构

下面，本文就对专家系统的总体结构及各分支结构对应的功能进行分析。第一个程序是知识库。知识库是专家系统的重要组成部分，知识库中的知识的组织方式和知识的质量在很大程度上组成了专家系统运行的核心知识。基于知识库在程序系统运行中的重要作用，知识库的知识不仅包括数据本身，还包括了关于如何使用这些知识的相关知识，也就是对故障进行描述的知识。第二个程序是知识获取。知识获取是通过一定的信息获取渠道获取被诊断设备的历中数据以及设备固于过程中运用人机交互手段获得的实时的诊断言息。第三个程序是推理机结构。具体来讲，就是利用知识库的知识，对实时监则到的信息，进行推理和诊断，并在此基础上得出相应的诊断结果。第四个程序是解释器程序。它主要是用来对专家系统所进行的一系列程序运作及留里给出正确合理的解释，其中最重要的是对推理结论的正确性解释。第五个程序是数据采集模块。它主要是对专家系统先前各个环节的数据信息进行收集和汇总，并在此基础上降信息输入到系统的数据库中，实现专家系统对机械设备的故障进行进一步的分析和判断。第六个程序是数据库。也就是将专家系统运行过程中的信息获取、原因留里、故障诊断、信息采集以及最后对故障原因的确定等各个环节的信息按照一定的格式存储起来。第七个程序是黑板。它的功能与数据库相似，主要是用来记录推理过程中涉及到的所有的控制信息、中间的架设信息以及最后的结构信息。第八个程序是用户界面。该专家系统在最大程度上实现了人机交互处理，能对用户提出的问题进行解释。

4飞机机械故障诊断智能专家系统设计

4.1案例库

案例库是专家系统的核心部分，案例库中的案例的组织方式和案例质量是专家系统运行的基础。飞机机械设备故障诊断与维修需要依靠大量的经验来判断，很难应用数学模型来决策，而飞机机械结构的复杂性和非线性也决定了飞机维修具有较高的经验继承。针对飞机机械设备的特点，为了更好的建立飞机机械故障诊断智能专家系统，必须首先搜集大量的故障诊断案例。案例是知识表达的一种形式，它将专家的知识和经验用案例的数据结构来表达，是专家实际诊断一个飞机故障的完整过程，所以案例系统的案例越多，则它拥有的专家知识就越高。

4.2机械故障诊断模块

（1）诊断信息获取模块。诊断信息获取模型是一种渐进性的，在诊断的时候先将问题提出，依照问题对各种诊断信息进行搜索，获得相关的诊断信息，依照一定的比例规则表述，向案例库当中存入并且了解故障的部件、故障的表现以及故障的系统。（2）案例管理模块。案例管理模型主要是将传统的故障诊断案例向案例库当中录入并且形成案例的，所以信息案例管理模块主要包含了案例的修改、案例浏览、案例添加等相关管理维护功能。（3）诊断推理模块。在整个专家系统当中，诊断推理模块是非常重要的一个部分，依照案例数据库当中的海量案例，自由匹配当前的故障信息和案例当中的相似信息，如果能够安全匹配，则可以直接将案例库当中的匹配信息调出作为诊断结果，如果部分匹配，则将历史案例的诊断过程罗列出来，初步分析当前的故障情况，获得相应的结论。

4.3人机交互模块

人机交互模块主要用于用户、故障诊断专家、案例工程师和诊断系统的交互，良好的人机交互模块可以很大程度的方便用户的操作、专家系统的维护。通过现场工程师的现场记录和分析故障现象、故障部件、故障级别等信息。可用性高的人机交互界面可以大幅提高工程师的工作效率。

结语

随着我国对飞机应用的大量增加，重视对飞机机械设备的故障诊断已成了实现飞机安全运行的一个重大问题。智能故障诊断专家系统是当前应尾较多也较为成熟白勺一种诊断技术，通过本文对飞机机械设备智能故障诊断技术及诊断技术中专家系统的结构和特点分析可以看出，随着我国智能故障诊断技术的发展，专家系统还将有很大的技术发展空间和更广阔的应尾前景。

参考文献：

[1]周烁今.飞机机械设备智能故障诊断专家系统探究[J].科技风，2015.

[2]朱磊.飞机机械故障诊断智能专家系统研究[J].建筑工程技术与设计，2016.