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(山东外贸职业学院 国际贸易系,山东 青岛 266100)
【摘 要】飞机作为一种现代化的交通运输工具已经越来越重要,然而飞机在运行过程中不可避免会出现各种各样的故障.飞机维修已经成为现代航空业的重要组成部分,对维修技术人员的技术素质提出了很高的要求,特别是飞机的维修需要相关的专家根据自己的经验和知识来参与解决,这就限制了飞机维修的及时性和可靠性,而且维修周期和成本很高.因此,分析总结飞机常见故障,构建飞机故障诊断的专家系统具有现实意义.本文主要对CLIPS和Visual C++的接口进行了研究,利用CLIPSWrap类进行了混合编程,以实现了知识编辑器和推理机的功能,形成了基于FMEA的故障诊断专家系统.
【关键词】B737-800；故障诊断；C++；专家系统
B737飞机作为一种最常见的机型,而B737-800型飞机又是论文范文B737的主力机型,飞机维修对于整个航空安全性的重要意义,所以一旦飞机出现故障,就要求在最短的时间内,以最佳的效率完成飞机的维修任务,这对维修技术人员的技术水平和维修经验提出了更高的要求.所以构建B737-800飞机故障诊断的专家系统具有非常现实的意义.CLIPS语言是一种智能工程式的专家系统编制工具,其擅长对数据的处理,其缺点是用户接口的不够友好,故用来编制符合现代软件工程要求的用户界面是不可能的,而VC恰恰可以弥补CLIPS的短处,合理结合VC++友好方便的用户接口,可以取长补短充分发挥两者的优点,对于在有限的时间里设计一个高效、可靠、对用户友好的专家系统是很有利的.
１ B737-800故障诊断专家系统的总体设计
经过这么多年的发展,故障诊断以及专家系统的发展都相对成熟,其拥有很多可以实现的方法.本文主要采用的是基于知识的方法对B737-800故障诊断专家系统进行总体设计.其中,推理机的实现借助于CLIPS语言,其它相关功能的实现借助于VC++,最后实现一个混合编程.其总设计如图1所示.
２ CLIPS与VC++的接口方法
B737-800故障诊断专家系统语言CLIPS面向混合式编程留有多种接口,编程时,可以方便的利用其它编程语言定义的相关功能函数,调入CLIPS环境中,实现目标功能.事实上,专家系统语言CLIPS就是用C语言编写的,所以将其嵌入Visual C++环境中,进行混合编程,理论上是行得通的.在实现的具体过程中,可以采取多种形式：加载动态链接库（dll）方式,直接加载的方式等.这几种方式都能达到满意的效果,只是链接的过程的难度有所不同.
３ B737-800飞机故障专家系统知识库的构建
知识库包括了很多的专家的经验,并把他转换成的规则和有关的事实等.知识库主要是用来存放专家提供的经验知识,因为知识库是推理机工作的重要依据,知识表示的好坏会直接影响着整个系统的工作效率,因此建立知识库的首要问题是确定知识的表示.首先要对对B737-800飞机的常见故障进行了分析,按照飞机的结构进行了详尽的分类,整理,对故障现象,相应的故障原因以及可能的解决办法进行了汇总.主要归结出以下几部分类的故障：空调与增压系统故障分析、发动机系统故障分析、起落架系统故障分析、导航系统故障分析、防冰与排雨系统故障分析、APU系统故障分析以及其它常见系统故障等,并利用FMEA方法对每种故障进行详细的分析,便于后续知识库的形成.为了便于日后专家系统的扩充和进一步完善,我们采用分类存储的方式.因此,构建知识库,将专家的经验写成事实和规则是构建专家系统的重要工作.
４ B737-800飞机故障诊断专家系统知识编辑器的实现
知识库编辑器各子菜单界面的实现主要是通过将规则编辑对话框规则库下的文本框里设置一些控制变量,把testrule.txt里的所有规则列在该文本框对话框里面,以便查看规则库中的所有规则.规则编辑对话框中,能够把显示的规则直接进行修改和删除操作,修改、删除完后点击保存按钮即可保存.对话框的右半部分设计了添加新的诊断规则到知识库中的方法以及它的提示和限制,主要为了方便专家系统用户自行进行诊断规则的添加.在该知识库的编辑器中,规则的前提是可以实现多种因素and或者or的组合,该知识编辑器的前提是：最多允许7个前提同时链接,但是其允许的最少前提是1个.可以对规则进行编号,并可以输入1到2个结论,并加上注释,便于对规则进行分类整理或者管理.并附上该编辑器的初始化、添加此条规则、保存等功能的实现函数代码.
５ B737-800飞机故障诊断专家系统的推理机的实现
B737故障诊断推理过程中的控制策略,在推理过程中,我们需要选择合适的控制策略,以此来提高专家系统的运行速度,缩短推理时间.对于推理过程的控制包括控制的方向、搜索的策略、冲突的消解等问题.实际工作中,遇到的问题经常是模糊的,不确定的,考虑到专家系统的运行效率和输入故障现象到推出故障类型期间的复杂情况,因此在精确推理的基础上,又采用了一种分层次推理类型的控制策略,模拟专家推理的过程,如图2所示.
专家系统推理机:怎样用很准专家系统做波段
上述的分层推理只是完成了故障分类的功能,每一层的后续的推理需要推理机实现.推理的模型如图3所示.
推理的过程中,接触到很多相似的规则,我们就需要用到上述的排序问题,讲过排序找出故障现象的一个合理的解释.本混合编程中,推理机的实现借助于CLIPS的推理的巨大优势,在VC环境中进行接口的设计,调用推理机,进行推理得出结论.实际运行过程中,我们需要根据获取的故障的相关信息,选择故障部位的相关模块,进而选择相应的故障现象,选取了故障现象,运行推理,系统根据选取的故障现象,进行规则匹配,激活相关的规则,得出相应的故障原因,进而得出故障的解决办法,即：给出故障的解决办法供参考.
６ 小结
本文主要对B737-800飞机故障诊断专家系统进行了总体设计,利用对CLIPS语言与Visual C++对B737-800飞机故障诊断专家系统的接口技术进行了研究,并利用混合编程方式实现了程序的初始化、知识编辑器以及专家系统的推理功能,最终编制了飞机的故障诊断专家系统软件.
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［责任编辑：丁艳］
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