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摘要............................................... 错误！未定义书签。Abstact............................................ 错误！未定义书签。第一章绪论........................................ 错误！未定义书签。
1.1引言........................................ 错误！未定义书签。
1.2问题的提出.................................. 错误！未定义书签。
1.3可行性分析.................................. 错误！未定义书签。
2.1专家系统概述................................ 错误！未定义书签。
2.1.1什么是专家系统........................ 错误！未定义书签。
2.1.2专家系统的组成........................ 错误！未定义书签。
2.1.3专家系统的应用领域.................... 错误！未定义书签。
2.2 知识库..................................... 错误！未定义书签。
2.3推理原理.................................... 错误！未定义书签。
2.3.1推理概念及分类........................ 错误！未定义书签。第三章鸡疾病诊断专家系统知识库的研究............. 错误！未定义书签。
3.1鸡疾病诊断专家系统介绍...................... 错误！未定义书签。
3.2鸡疾病诊断专家系统设计...................... 错误！未定义书签。
3.2.1系统功能.............................. 错误！未定义书签。
3.2.2 鸡疾病诊断专家系统知识开发的技术流程.. 错误！未定义书签。
3.2.3 鸡疾病诊断专家系统知识库的设计........... 错误！未定义书签。
3.3.1 知识表示.............................. 错误！未定义书签。第四章系统调试................................... 错误！未定义书签。
4.1 Prolog软件介绍............................. 错误！未定义书签。
4.1.1 Prolog语言的特征..................... 错误！未定义书签。
4.1.2 Prolog语言基本语句................... 错误！未定义书签。
4.2 程序调试................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 推理机的概述.......................... 错误！未定义书签。
4.2.2 推理机的使用.......................... 错误！未定义书签。
4.2.2 调试结果.............................. 错误！未定义书签。第五章毕业设计小结................................ 错误！未定义书签。
5.1论文小结.................................... 错误！未定义书签。
5.2 知识库发展的趋势........................... 错误！未定义书签。致谢............................................... 错误！未定义书签。参考文献........................................... 错误！未定义书签。附录一源程序...................................... 错误！未定义书签。
摘要
Visual Prolog语言是人工智能与专家系统最著名的逻辑程序语言，适合表达人的思维和推理规则，能够方便的实现模式匹配，回溯，事实数据库和谓词等功能；针对鸡疾病的各种症状，充分利用Visual Prolog语言在专家系统知识表示及逻辑推理过程中的优点，建立的一个基于规则的鸡疾病诊断专家系统，为饲养户提供诊断鸡疾病的依据。叙述了基于Visual Prolog的鸡疾病诊断专家系统的体系结构，知识获取和知识表示方法，推理机的设计等。
关键字：专家系统推理机 Visual Prolog语言
Abstact
Visual Prolog language is the artificial intelligence and expert system's most famous logic programming language, suitable to express human thinking and reasoning rules, can facilitate implementation pattern matching, recollection, facts database and predicate functions; The various symptoms for chicken disease, make full use of Visual Prolog language in expert system knowledge representation and logic reasoning process, the establishment of a advantages in the chicken disease diagnosis based on rules for gotrid off.ltprovides expert system, the basis of chicken disease diagnosis. Based on Visual Prolog described the chicken disease diagnosis expert system structure, knowledge acquisition and knowledge representation method, reasoning machine design, etc.
Key word: expert system;reasoning machine;Visual Prolog language．
第一章绪论
1.1引言
专家系统作为一种实用工具为人类提供了保存、传播、使用和评价知识的有效手段。知识是一种宝贵的资源,知识的推广和使用可以产生巨大的经济效益。传统的知识转移过程包括育、实习等步骤,通常需要较长的周期。解决这一问题的有效手段就是把知识形式化并存到计算机中,使知识的复制和转移变得简单易行。20 世纪80 年代初,专家系统尤其是我国的中医专家系统研究取得了丰硕的成果。但由于一些因素的制约,如知识获取的瓶颈问题,缺少可视化开发环境等,使得用户界面不够友好,操作过于复杂,灵活性较差,显得过于呆板,致使专家系统的发展几乎进入停滞状态。近年来由于人工神经网络、数据挖掘等新技术的出现和发展,使人们利用机器加工处理信息有了新的途径和方法。特别是自丹麦PDC 公司推出Visual Prolog 以来,迅速成为国际上广泛流行的通用智能化应用集成开发工具,为开发基于Windows 可视化专家系统提供了良好的环境,从而给专家系统的复兴带来了希望。
1.2问题的提出
我国现代化养殖业起步比较晚，但近10多年发展很快，尤以养禽生产最为突出，加强哦哪饲养总数已经跃居世界第一位。随着养殖业得发展，禽兽疾病科学也得到很大发展。1984年，于船等对家禽21钟病症进行计算机辩证施治，属国内中兽医领域首次成功。1992年，许剑琴设计了鸡常见群发病计算机诊断专家系统，对12份病例进行验证性诊断，基本符合占82%。基于上面成功的例子，设计一个简单的诊断鸡疾病专家系统。
1.3可行性分析
由于本设计主要用于人们日常生活方面，因此在设计上尽量使其安全。其次，在这次设计可行性上进行分析如下：
1、经济可行性：
所谓经济可行性，即在这次设计上需要投入资金的多少，由于毕业设计是没有项目资金，没有开发经费，因此在经济上必须能够承受，比较理想化的项目对于我们毕业设计来说是不可行的。通过分析后，无论是在器件价格或是常见度上均是可行的。
2、技术可行性：
技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成开发工作，硬件、软件能否满足设计者的需要等。通过分析各种软件环境等均已经具备。
综上所述，本系统设计目标已经明确，在经济与技术上均可行，因此本系统的开发是完全可行的。
第二章专家系统及知识库系统概述
2.1专家系统概述
专家系统是人工智能中最重要的也是最活跃的一个应用领域，它实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。20世纪60年代初，出现了运用逻辑学和模拟心理活动的一些通用问题求解程序，它们可以证明定理和进行逻辑推理。但是这些通用方法无法解决大的实际问题，很难把实际问题改造成适合于计算机解决的形式，并且对于解题所需的巨大的搜索空间也难于处理。1965年，f.a.费根鲍姆等人在总结通用问题求解系统的成功与失败经验的基础上，结合化学领域的专门知识，研制了世界上第一个专家系统dendral ，可以推断化学分子结构。20多年来，知识工程的研究，专家系统的理论和技术不断发展，应用渗透到几乎各个领域，包括化学、数学、物理、生物、医学、农业、气象、地质勘探、军事、工程技术、法律、商业、空间技术、自动控制、计算机设计和制造等众多领域，开发了几千个的专家系统，其中不少在功能上已达到，甚至超过同领域中人类专家的水平，并在实际应用中产生了巨大的经济效益。
2.1.1什么是专家系统
专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
2.1.2专家系统的组成
专家系统与传统的计算机程序系统有着完全不同的体系结构，通常它由知识库、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机制和人机接口等几个基本的、独立的部分所组成，其中尤以知识库与推理机相互分离而别具特色。专家系统的体系结构随专家系统的类型、功能和规模的不同，而有所差异。
2.1.3专家系统的应用领域
最初的专家系统乃人工智能之一个应用，但由于其重要性及相关应用系统之迅速发展，它已是信息系统的一种特定类型。专家系统一词系知识为基础的专家系统(knowledge-based expert system)’’而来，此种系统应用计算机中储存的人类知识，解决一般需要用到专家才能处理的问题，它能模仿人类专家解决特定问题时的推理过程，因而可供非专家们用来增进问题解决的能力，同时专家们也可把它视为具备专业知识的助理。由于在人类社会中，专家资源实相当稀少，有了专家系统，则可使此珍贵的专家知识获得普遍的应用。
近年来专家系统技术逐渐成熟，广泛应用在工程、科学、医药、军事、商业等方面，而且成果相当丰硕，甚至在某些应用领域，还超过人类专家的智能与判断。其功能应用领域概括有：
解释（Interpretation）－如测试肺部测试（如PUFF）。
预测（Prediction）－如预测可能由黑蛾所造成的玉米损失（如PLAN）。
诊断（Diagnosis）－如诊断血液中细菌的感染（MYCIN）。又如诊断汽车柴油引擎故障原因之CATS系统。
故障排除（Fault Isolation）－如电话故障排除系统ACE。
设计（Design）－如专门设计小型马达弹簧与碳刷之专家系统MOTOR BRUSH DESIGNER。
规划（Planning）－就出名的有辅助规划IBM计算机主架构之布置，重安装与重安排之专家系统CSS，以及辅助财物管理之PlanPower专家系统。
监督（Monitoring）－如监督IBM MVS操作系统之YES/MVS。
除错（Debugging）－如侦查学生减法算术错误原因之BUGGY。
修理（Repair）－如修理原油储油槽之专家系统SECOFOR。
行程安排（Scheduling）－如制造与运输行称安排之专家系统ISA。又如工作站（work shop）制造步骤安排系统。
教学（Instruction）－如教导使用者学习操作系统之TVC专家系统。
控制（Control）－帮助Digital Corporation计算机制造及分配之控制系统PTRANS。
分析（Analysis）－如分析油井储存量之专家系统DIPMETER及分析有机分子可能结构之DENDRAL系统。它是最早的专家系统，也是最成功者之一。
维护（Maintenance）－如分析电话交换机故障原因之后，及能建议人类该如何维修之专家系统COMPASS。
架构设计（Configuration）－如设计VAX计算机架构之专家系统XCON以及设计新电梯架构之专家系统VT等。
校准（Targeting）－例如校准武器如何工作。
2.2 知识库
计算机科学与技术的发展和计算机应用领域的同益拓宽，使得计算机从传统的数值计算发展到非数值处理，其中包括数据处理与知识处理。在60年代，大量的商业应用与事务处理使得计算机应用进入了数据处理时代，并由此产生了数据库系统，从而使大规模数据的存储、管理与控制成为现实。在70年代，人工智能中的专家系统、知识工程及大量基于知识的处理系统的出现(Knowledge—based Processing System)，使得知识的存储、管理与控制成为迫切的需要，在这种情况下知识库系统就成为计算机发展的必然产物。
知识库，又称为智能数据库或人工智能数据库。知识库的概念来自两个不同的领域，其一是人工智能及其分支一一知识工程领域，其二是传统数据库领域。在知识库技术的发展中，由于这两个领域各自存在难以克服的困难和障碍，它们相互借鉴和引进对方先进的领域技术。人工智能(AI)和数据库(DB)这两项计
算机技术的有效结合，才促使了知识库系统的产生和发展。
目前，对知识库系统的研究分为两个方面：一方面从人工智能领域出发研究
知识库系统，另一方面从数据库角度研究知识库，即在数据库中加入推理规则，使数据库具有推理能力。从这两个方面研究知识库系统本身并没有本质的差别，只是在处理的对象这一侧重面上有所不同，特别当在知识信息量很大的领域应用智能系统时，没有强有力的库管理机制支持是很难想象的。现有的知识管理系统则多是从数据库出发，用逻辑方法及手段来改造传统的数据库信息技术的局限性，以适应那些信息结构复杂、需要知识处理和对知识管理有特殊要求的某些应用领域(如智能CAD、智能DSS、工程设计与制造、办公自动化OA等)。但这些系统在语言表达能力、智能化程度和灵活性等方面还不太适应多数人工智能应用。
知识库系统的发展经历了若干个阶段，其初期阶段是70年代中期出现的演绎数据库系统。演绎数据库系统又称为演绎数据库(Deductive Database)，简DDB。它是传统数据库系统与演绎推理技术的有机结合，它能在一定范围内存储与管理知识，具有一定的推演能力。80年代出现的基于谓词逻辑的知识库系统具有存储与管理大量知识的功能，它比演绎数据库又前进了一大步。但是，传统的谓词逻辑所表示的知识是一种完全的知识，其推理是精确推理，而在客观世界中大多数知识属于不完全的知识，其推理也多属于非精确推理。因此，近年来研究基于非经典逻辑的知识库系统以及基于非精确推理的知识库已成为知识库系统研究的新阶段。
2.3推理原理
2.3.1推理概念及分类
推理是指依据一定的原则，自动选择适当的规则从已有的事实出发推出目标状态的过程。推理是人类行为中最重要的环节之一，是问题求解、知识利用、知识处理和知识自动获取的主要途径，在知识库系统以及所有智能系统中都离不开推理的支持。其主要特征表现为前提与结论之间的逻辑关系，前提给结论提供理由或证据。逻辑性知识是能够确保结论正确无误的知识，当己知数据完整、准确时，使用逻辑性知识推理所得的任何结论也必然是完全可靠的。在逻辑性推理中不存在评价结论可靠性的问题。然而在实际生活中，我们碰到的绝大多数数据都是不精确的，以此按推理可靠性的不同，可以将推理的模式分为演绎推理、归纳
推理、非精确推理和非单调推理等。
1、演绎推理是基于(一阶谓词)逻辑的，它从一般到特殊，推出包含在前提
知识集中的推论，主要用于定理证明，也是传统知识库系统采用的主要推理方式。
2、归纳推理从特殊到一般，对前提知识集做抽象综合，是主观不充分推理，
主要用于知识自动获取等。
3、非精确推理或不确定推理是一种不同于逻辑推理的推理方法，它能根据已
知的知识推出结论为真的程度，以及根据规则的因果关系的不确定性，在新知识信息增加的情况下对已知的结论做出可能的修改。非精确推理包括统计推理、近似推理、模糊推理等，主要用于处理知识中包含的不确定性。
4、非单调推理根据新增加的知识推出源知识可能为假，主要用于常识性推理(Common Sense Reasoning)。另外，在知识不完全或不完善时，还可采用缺省项值的假设进行推理。
总之，处理实际应用中的各种复杂问题，应对具体问题进行具体分析，合理采用AI中的非精确推理、非单调推理、模糊逻辑等多种非常规推理技术来增强知识库系统的问题求解能力和智能化程度。
第三章鸡疾病诊断专家系统知识库的研究
3.1鸡疾病诊断专家系统介绍
疾病诊断专家系统是一种智能化的信息系统，它作为现代化基础实用农业知识和高科技信息共享的工具，采用了多媒体技术、系统工程、软件工程、网络技术、专家系统、知识库、模型库、方法库、数掘库、GIS(地理信息系统)、多ES(多专家协同技术)及新的成熟的科技成果，把生产的数据模型和饲养科学养殖经验有机结合，利用文字、声音、图形、图像等多种媒体显示，说明专家系统推理咨询知识。常规的计算机程序是对数据结构以及作用于数据结构的确定型算法的表述，即：
常规程序=数据结构+算法
而专家系统是通过运用知识进行推理，力求在问题领域内推导出满意的解答，即：
专家系统=知识+推理
专家系统是个计算机程序，是以知识为核心的计算机程序，它的关键问题就
在于知识的获耿与建立。
3.2鸡疾病诊断专家系统设计
3.2.1系统功能
咨询功能根据用户的需要，能够为用户提供有关饲养鸡疾病方面的知识，解答用户提出的问题。如鸡呼吸声音方面、消化系统、头颈症状等。诊断功能该功能模块由两部分构成，一种是症状诊断功能，根据鸡得病后的症状，由系统识别后给出结果；另一种为形态诊断．根据鸡的动作识别并给出诊断结果。
在诊断过程中抓主要因素，一般地．将呼吸系统、消化系统、头颈症状、神经运动系统、皮肤羽毛症状、冠髻症状、眼症状及解剖喉内脏的症状，在本系统
中选择了三个大的方面，消化系统，呼吸系统和头颈方面。通过用户提供症状，可以大致推断出疾病。
3.2.2 鸡疾病诊断专家系统知识开发的技术流程
专家系统的知识开发首先需要进行知识获取、组织、表示，然后建立数据库、知识库、模型库，在此基础上通过一定的推理机进行推理，得出结论，经过专家测试后进行完善，最后得到推广应用。以下就是本专家系统开发的技术流程，如图3-2所示
系统
数据知识模型
。。。。。。。。。。。。
推理机
推理结果
专家测设完善
推广应用结果
图3-1系统开发流程图
3.2.3 鸡疾病诊断专家系统知识库的设计
建立知识库的前提，要整理好规则。如果想精确的诊断出疾病，必须要提供
更多的信息，换句话说就是规则要写的更复杂些。鸡疾病一般分头颈症状，冠髻症状，呼吸系统症状，消化系统症状，神经运动系统，眼症状，皮肤羽毛症状七大症状。如果通过七大症状诊断疾病，可以说知识库的构建相当困难。我选择了三大症状，分别为：消化系统症状，头颈症状，呼吸系统症状。例如规则如下：chicken(ai):-
respiratory(abnormal_e),
head_neck(abnormal_2),
digestion(normal).
在上例中，如果呼吸系统出现症状e，头颈出现症状2，消化系统正常，就可诊断出事ai。那么下面就是对每一个症状具体分类，例如对呼吸系统分为：张口呼吸，喘气，尖叫，罗音等等。用规则表示如下：
respiratory(abnormal_a):-breathe(pant).
respiratory(abnormal_b):-breathe(opened_mouth).
respiratory(abnormal_c):-breathe(screams).
respiratory(abnormal_d):-breathe(rale).
其他的方面也同上。
3.3 知识的获取和表示
专家系统的核心是知识,所以专家系统又称之为基于知识的系统。知识库是整个专家系统的灵魂,知识库中知识的表达、组织模式都将影响推理效率,最终影响整个专家系统的智能水平。
所谓知识获取就是将领域专家的知识转移到计算机程序中。专家系统开发周期长、费用高是当前国内外知识工程界普遍感到困难的问题。这中间固然有种种原因,但经验表明,在专家系统开发过程中,花费时间最多的就是知识获取。为了尽可能地缩短这一过程,本系统设计了专门的知识获取程序。鸡疾病诊断系统首先了解鸡各种病的症状，比如鸡饲养户在养鸡过程中经常会遇到传染性疾病，例如：传染性鼻炎，传染性喉气管炎，传染性支气管炎。它们有共性：呼吸系统都会出现不正常的症状，呼吸系统分成不同的症状，根据用户选择，例如传染性喉气管炎，呼吸时会发出罗音。再选择其他症状，例如本系统中的消化系统，头颈症状。迄今为止，在开发专家系统时，还没有一个通用而有效的知识获取方法。
一个具体的专家系统知识获取所花的时间和所遇到的困难取决于求解问题的复杂性和问题规模的大小。下面介绍几种知识的获取途径：
1、会谈式知识获取。
这种方式通过系统维护人员与领域专家直接对话进行知识的获取。经过系统维护人员与专家反复讨论、修改，最后所形成的文本应该对问题领域所涉及的重要概念、关系等以更直接明显的方式得到描述和说明。
2、案例分析式知识获取
这种方式主要针对领域专家把善于谈论具体实例而不一定适合谈论抽象术语而提出来的。案例分析法需要把专家的案例讲解过程详细记录下来，并产生文本。系统维护人员进一步分析文本，与专家讨论、精炼和修正文本，并用具体实例来进行测试和评估，最后产生一个专家知识的结构模型。
3、教学式知识获取
教学式知识获取基本上是系统维护人员通过知识编译器给计算机直接传授知识的工作方法。
4、归纳式知识获取
这种方式是采用归纳推理进行知识获取的方法。它从一些特定案例，不完全和不精确的局部事实、关系、概念等出发归结出带有一般性的推理模式或因果关系。这是一种获取领域专家启发性知识的较为合适的方法，也有利于知识库的自身修改、扩充、更新和完善。
5、假设式知识获取
假设式知识获取可用图来说明。这种方法是根据外界现象的观察，进行归纳，联系、类比、分析、综合等，形成假设，进一步对假设进行验证，即把假设以及由此产生的结论与外界现象进行比较核对，若完全符合，则认为假设成立；若不完全符合，则根据他们之间的差异，对假设进行修正，并再次进行验证。如此多次反复，最终形成满意的结论。图2．1为假设式知识的详细获取流程。
3.3.1 知识表示
经验知识的表示与组织是联系知识获取和诊断推理的桥梁，是基于知识的诊
断系统的重要环节。目前，人工智能研究所提供的知识表示方法，如产生式规则、框架、语义网络、谓词逻辑等，它们各具特色，在不同的领域可以选用不同的知识表示方式，但必须满足可用性、可读性和可扩充性。基于规则的(Production Rule)表示是目前专家系统中最广泛的一种知识表示方法。已商品化或实用化的中小型ES或Es开发工具大都采用或包含这种表示方法。如著名的MYCIN(诊断和治疗传染性疾病专家系统)和DENDRAL(化学质谱分析系统)等，规则表示的一般形式为：IF A THEN B．
其中，Ａ为规则前提条件，由与故障相关的多个征兆组合而成；Ｂ是规则的
结论，即疾病；症状的复杂性决定了其疾病通常不能通过一种征兆诊断，往往须利用多种征兆的组合，多种信息的综合利用对诊断疾病非常必要。诊断信息既有来自同一信号源的同类信息，又有来自于不同信号源的异类信息。尽管呼吸症状对诊断疾病类型有着重要作用，但是呼吸症状只是反映疾病一部分信息，还有一些疾病不能根据呼吸症状明显区分开，这就需要引入其它征兆进行判别，如消化系统、头颈症状各种趋势分析等，如属于呼吸系统的张口呼吸，喘气，尖叫等特征。因此，规则前提中包含着多个不同类型的疾病征兆，反映疾病不同方面的信息，规则体现了多种征兆的综合作用，从而可以较准确的进行疾病诊断。
第四章系统调试
4.1 Prolog软件介绍
Prolog是一种逻辑编程语言。它建立在逻辑学的理论基础之上，最初被运用于自然语言等研究领域。现在它已广泛的应用在人工智能的研究中，它可以用来建造专家系统、自然语言理解、智能知识库等。同时它对一些通常的应用程序的编写也很有帮助。使用它能够比其他的语言更快速地开发程序，因为它的编程方法更象是使用逻辑的语言来描述程序。
Visual Prolog 6是最新一代的Visual Prolog逻辑程序設計語言，是PDC、Turbo Prolog的后继产品。
新增的功能有：
１．一个独特的导向系统
２．多线程机制
３．Unicode支持
４．改进的DLL支持
５．改进的函数支持
６．改进的异常处理
4.1.1 Prolog语言的特征
(1)prolog程序没有特定的运行顺序，其运行顺序是由电脑决定的，而不足编程序的人。从这个意义上来说，prolog程序不是真正意义上的程序。所谓程序就是按照一定的步骤运行的计算机指令，而prolog程序的运行步骤不由入来决定。它更像一种描述型的语言，用特定的方法描述一个问题，然后由电脑自动找到这个问题的答案。举个极端的例子，你只需要把某个数学题目告诉它，它就会自动的找到答案，而不像使用其他的语言一样，必须人工的编制出某种算法。
(2)prolog程序中没有if、when、ease、for这样的控制流程语句。
程序的运行方式有电脑自己决定，当然就用不到这些控制流程的语句了。通常情况下，程序员不需要了解程序的运行过程，只需要注重程序的描述是否全面，不过prolog也提供了一些控制流程的方法，这些方法和其他语言中的方法有很大的区别。
(3)prolog程序和数据高度统一。
在prolog程序中，是很难分清楚哪些是程序，哪些是数据的。事实上，prolog 中的所有东西都有相同的形式，也就是说数据就是程序，程序就是数据。
(4)prolog程序实际上是一个智能数据库。
prolog的原理就是关系数据库，它足建立在关系数据库的基础上的。在以后的学习中
你会发现它和SOL数据库查询语言有很多相似之处。使用prolog可以很方便的处理数据。
(5)强大的递归功能。
在其它的语言中，你也许已经接触过递归程序了。递归是一种非常简洁的方式，
它能够有效的解决许多难题。而在prolog中。递归的功能得到了充分的体现，4.1.2 Prolog语言基本语句
1、事实
事实用米说明一个问题中已知的对象和它们之间的关系。在Prolog程序中，事实由谓词名及用括号括起来的一个或几个对象组成。谓词和对蒙可由用户自己定义。
例如。谓词likes(bill，book)．是一个名为like的关系，表示对象bill和book 之间有喜欢的关系。
2、规则
规则由几个互相有依赖性的简单句(滑词)组成，用来描述事实之间的依赖关系。从形式上看．规则由左边表示结论的后件谓词和右边表示条件的前提谓词组成。例如，在本系统中，先要判断是呼吸系统的哪个症状
respiratory(abnormal_b):-breathe(opened_mouth).如果是张嘴呼吸的，说明是呼吸系统症状b。
3、目标(问题)
把事实和规则写进Prolog程序中后，就可|向Prolog询问有关问题的昝案，询问的问题就是程序运行的目标。目标的结构与事实或舰则相同，可以是一个简巾的谓词，也可以是多个谓词的组合。爿标分内、外两种，内部目标写在程序中，外部目标在程序运行时由用户手工键入。例如问题?一student(john)．表示“john 是学生吗?”
一个Prolog程序的运算是搜索求解的过程。搜索求解的每步或者成功或者失败。在程序执行的特定点上，有可能不止有一种解决方案。当遇到这样的选择点时。就建立所谓的回溯点。一个回溯点是程序状态的一个记录，及添加一个指针到未执行的选择点。如果它证明了初始的选择不能提供解决方案(即失败)，那么程序将回溯到记录过的回溯点，从而恢复程序状态和追踪另一个选择。
回溯的基本原则：
1)自顶向下的逐层搜索原则。子目标必须按自顶向下的顺序被满足。
2)从左到右的顺序扫描原则。谓词予句根据它们在程序中出现的顺序，从左到右，
进行测试。
3)规则匹配原则。当子目标与规则头匹配时，接下来将测试规则体。规则体进而又将变成一系列新的耍被满足的子目标。
4)事实匹配原则。当在目标树的某一个末端节点(即叶节点)找到一个匹配的事实时，一个目标就得到满足。回溯过程实现，为了实现一个子目标，Visual Prolog 从定义谓词的第一个子句开始搜索。这样会发生下列情况：
1)找到一个匹配子句。发生下列三种情况：①如果有另一个可能再满足该子目标的子句，则visual Prolog将放置一个指针(指示一个回溯点)，指向下一个匹配的子句：②所有予目标中的自由变量与子句中的值相匹配，则被绑定为对应的值；
③如果匹配子句是规则头．那么规则体接着被评估。为了使调用成功，子目标体必须成功。
2)不能找到一个匹配子句，目标失败。Visual Prolog回溯，试图重新满足前一个子目标。当处理到达最后一个回溯点时，Visual Prolog释放所有回溯点后被赋新值的变量，然后试图霞新满足原始调用。Visual Prolog从程序的顶部开始搜索。当它回溯到一个调用时，新的搜索从所设置的最近一个回溯点开始。如果搜索不成功，则再次回溯。如果回溯用尽所有子目标的全部子句，则目标失败。
4.2 程序调试
4.2.1 推理机的概述
所谓推理是指依据一定的原则从已有的事实出发推出结论的过程。在专家系统中,通常使用基于知识的推理。人类解决问题的能力主要体现在两个方面:一是人类拥有大量的知识,二是人类具有选择知识和应用知识的能力。基于实现知识推理的计算机构成了推理机,因此,推理机就是用来控制、协调整个系统的一组程序。推理机是用来模拟人类专家求解问题的思维活动,它按照一定的推理策略,有效选择知识库中的知识,根据用户提出的问题进行推理,最终推导出问题解答。所以说推理过程是一个思维过程,也是一个搜索的过程。在专家系统中,常用的推
理方式有正向推理、反向推理和混合推理。对每种推理又可分为精确推理和不精确推理。根据中医专家系统的特点,本系统采用以反向推理为主,正反向推理相结合的强弱模式匹配的推理策略。诊断性推理采用反向推理。它是以某个假设结论作为出发点的推理,又称为目标驱动推理。首先给出一个假设结论,然后搜索知识库中规则,找到匹配的规则来证明结论的正确性。当找不到匹配的规则时则改变假设,重新进行推理。
4.2.2 推理机的使用
当程序启动后，其情形如下图4—2—2所示。
图4—1 Prolog推理机
当编辑器窗口激活时，选择Engine -> Reconsult，将会把文件装入到推理
机。在对话框中，还将得到这样一个消息：
Reconsulted from: ....\pie\Exe\FILE4.PRO
无论用编辑器如何装入，其内容都不会保存到文件之中。如果想要保存内容，必须使用菜单命令File -> Save。
菜单File -> Consult不管文件是否因编辑而打开，都会装载磁盘文件中的内容。
一旦查阅过定理，就可以回答各种目标。
在对话框窗口的空白行上，键入一个目标，不带前缀“?-”。例如，键入如图5.3所示的查询代码。
图4—2 键入目标
4.2.2 调试结果
本系统提供三个大方面的疾病症状，包括：呼吸系统，消化系统，头颈症状。呼吸系统又包括：喘气,张口呼吸，尖叫，罗音，咳嗽，流鼻涕；消化系统是指通过观察粪便颜色实现的；头颈主要是观察鸡的动作是否正常，包括：头垂地，头发黑，摇头等症状。本系统大约可诊断出20多种病，根据用户提供的不同症状，在Visual Prolog环境下输入，推理机根据知识库里面的规则和事实推出结果。
例如：当一只鸡出现（黑头头，淡黄色稀粪）这些症状时，诊断是什么疾病？由下图4—2—1可知，鸡疾病诊断专家系统初步诊断可能为组织滴虫病，症状是
有用户提供的，例如这个例子症状是头发黑和淡黄色粪便，在推理机下执行即可。
图4—2—1 鸡滴虫组织病的诊断
下图4—2—2同样为鸡疾病诊断专家系统调试的一个例子，鸡的表现症状为：张口呼吸，粪便中带血。同上也可初步诊断鸡疾病。
综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.doczj.com/doc/2414976233.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。
附件 文献综述 论文题目远程农作物病虫害诊断专家系统的设计与实现系别_____ ______ _ 年级______ _ _ _ _ _ 专业_____ ___ ___ 学生姓名______ _____ 学号 ___ __ _ 指导教师______ ___ _ __ _ 职称______ __ ___ 系主任 _________________ _ _ ___ 2012年 04月22 日
文献综述 一、针对农作物病虫害诊断系统的研究 病虫害诊断目前已经在农业领域中得到了广泛的应用，作为一种有别于传统的专家到田里诊断病虫害的新型方式，病虫害诊断代替专家走向田里，在收集知识、整理规则、推理诊断等各个方面均有突出的表现，能正确诊断病虫害。目前已经有很多人对其各个环节进行了大量的研究与设计。 从远程农作物病虫害诊断应用的时间上可以分为“诊断前”和“诊断”两个阶段。对于诊断前，病虫害诊断需要进行收集整理知识，构建知识库；诊断需要进行根据用户输入的事实，从知识库中读取有用的规则来推理诊断。 1、针对诊断前的相关研究 在诊断前需要对专家系统、专家系统的结构进行研究： 参考文献[1]对农业专家系统做了详细的介绍，给出了农业专家系统的定义：它是运用知识表示、推理、知识获取等技术，总结农业专家的宝贵经验、实验数据及数学模型，建造起来的计算机农业软件系统；农业专家系统可应用于农业的各个领域，如作物栽培、植物保护、配方施肥、农业经济效益分析、市场销售管理等。利用系统工程和软件工程的理论和方法，应用先进的软件制作工具，制作出一套果树病虫害测报与防治技术的专家系统软件。该专家系统由三套软件组成，即林果病虫害防治技术专家咨询系统、昆虫图像处理及计算机视觉系统、果树害虫辅助鉴定多媒体专家系统。该套系统软件具有果树害虫的自动识别，害虫的辅助鉴定等害虫鉴定功能，同时其具有浏览、查询、知识学习、病虫害的预防、防治策略、资料输入、资料输出等果树病虫害测报与防治功能。 专家系统是模拟人类专家运用他们所知道的知识和经验来解决实际问题的方法、技巧和步骤。专家系统具有：启发性、透明性和灵活性等特点。选择什么结构最为合适，要根据应用环境和所要做的任务来确定。选择的系统结构，与专家系统的适用性和效率紧密相连。针对专家系统的结构问题，参考文献[2]给出了具体的阐述，总结出了专家系统的基本结构包括知识库、推理机、全局数据库、人机接口、解释器等五个部分，并对这五个部分的功能做出具体的解释。
诊断专家系统 【摘要】 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法。技术及应用系统的一门新的技术科学。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。其中专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，求解需要专家才能解决的困难问题。 【关键词】计算机，人工智能，专家系统 引言 随着科学技术的发展，装备的结构越来越复杂，功能也越来越完善，自动化程度越来越高，不但同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密的联系，在运行过程中形成一个整体。一处故障可能引起一系列连锁反应，导致整个过程不能正常运行，甚至会造成重大的损失。因此，对故障诊断的要求也越来越高。另一方面，人工智能技术近年来得到很大发展，基于知识的故障诊断专家系统已成为当前研究和应用的一个热点。 人工智能又称机器智能，是计算机科学中新兴的一门边缘科学技术，利用计算机模拟人的智能行为、完成能表现出人类智能的任务。故障诊断专家系统是将人类在故障诊断方面的多位专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的大型计算机程序，它可以利用计算机系统帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题，扩展计算机系统原有的工作范围使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议，专家系统在故
障诊断领域的应用非常广泛，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。 1故障诊断专家系统简介 故障诊断专家系统，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则(专家经验)，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。专家系统故障诊断方法 可用下图的结构来说明：它由数据库、知识库、人机接口、推理机等组成。其各部分的功能为： 图1：故障诊断专家系统结构图 (1)数据库数据库通常由动态数据库和静态数据库两部分构成。静态数据库是相对稳定的参数，如设备的设计参数、固有频率等;动态数据库是设备运行中所检测到的状态参数，如工作转速、介质流量、电压或电流等。 (2)知识库存放的知识可以是系统的工作环境、系统知识(反映系统的工作机理及系统结构知识)、设备故障特征值、故障诊断算法、推理规则等，反映系统的因果关系，用来进行故障推理。知识库是专家领域知识的集合。 (3)人机接口人与专家系统打交道的桥梁和窗口，是人机信息的交接点。 (4)被诊断对象 人机接口 数据库 人机推理 结果 知识库
先进控制技术——专家系统故障诊断
1适用场合 目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛，如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XMAN，NASA与M IT合作开发的用于动力系统诊断的专家系统，英国某公司为英国军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统等，此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断。但不同的专家知识可能不一样，甚至互相矛盾，因此它主要应用于非结构化有经验的系统当中。 2专家系统诊断优缺点 2.1优点 （1）灵活性 大多数故障诊断专家系统的体系结构都采用知识数据库与推理机制相互分离的构造规则，二者之间既有数据关联，又相互独立运行。这样在专家系统运行时，能根据具体问题的特点，分别选取合适的知识条目构成不同的推理方法序列，实现对问题的诊断。 （2）透明性 专家系统设置解释机制或者解释模块，用于向用户解释推理机制的思维过程，以及某些答案的分析思路。这样，可以帮助用户较清楚地了解系统诊断问题的过程。 （3）交互性 智能度较高的专家系统均采用交互式系统。专家系统的这一特征为用户提供便利，这也是它得以广泛应用的重要原因。 （4）实用性 专家系统的技术要求来自于特定领域问题的实际需求，这种特性决定了专家系统具有强烈的应用性。 同时该诊断方法具有诊断过程简便、快速快、不单纯依赖于数学模型，而且具有较为丰富与灵活的知识表达和问题求解能力，它可充分发挥人类专家根据经验和知识所进行的推理和判断能力。 2.2缺点 （1）获取知识的能力较弱 为开发特定对象的专家系统，软件设计人员几乎要从头学习一门新的专业知识，大大增加了开发成本，还不能完全保证特定专业知识的领会程度，对知识条目数据库的建设和维护带来很多麻烦。另一方面，不同的专家知识可能不一样，甚至互相矛盾，因此该方法不适用于没有经验的系统的故障诊断。 （2）具有一定的复杂性及难度 专家系统拥有知识数据库，运用知识条目进行推理，模拟领域专家诊断问题的思维过程。但是，人类的知识世界丰富多彩，人类的思维方式多种多样，要想较准确地实现模拟人类思维，是一项非常困难的技术。 不同故障诊断专家系统优缺点比较如表1所示。
摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法，论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点，针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法，利用Delphi7进行编程，建立友好的人机界面，依据计算机数据结构原理，采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库，实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因，大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字：汽车故障诊断专家系统
The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words：automobile fault diagnosis expert system
目录 摘要............................................... 错误！未定义书签。Abstact............................................ 错误！未定义书签。第一章绪论........................................ 错误！未定义书签。 1.1引言........................................ 错误！未定义书签。 1.2问题的提出.................................. 错误！未定义书签。 1.3可行性分析.................................. 错误！未定义书签。 2.1专家系统概述................................ 错误！未定义书签。 2.1.1什么是专家系统........................ 错误！未定义书签。 2.1.2专家系统的组成........................ 错误！未定义书签。 2.1.3专家系统的应用领域.................... 错误！未定义书签。 2.2 知识库..................................... 错误！未定义书签。 2.3推理原理.................................... 错误！未定义书签。 2.3.1推理概念及分类........................ 错误！未定义书签。第三章鸡疾病诊断专家系统知识库的研究............. 错误！未定义书签。 3.1鸡疾病诊断专家系统介绍...................... 错误！未定义书签。 3.2鸡疾病诊断专家系统设计...................... 错误！未定义书签。 3.2.1系统功能.............................. 错误！未定义书签。 3.2.2 鸡疾病诊断专家系统知识开发的技术流程.. 错误！未定义书签。 3.2.3 鸡疾病诊断专家系统知识库的设计........... 错误！未定义书签。 3.3.1 知识表示.............................. 错误！未定义书签。第四章系统调试................................... 错误！未定义书签。 4.1 Prolog软件介绍............................. 错误！未定义书签。 4.1.1 Prolog语言的特征..................... 错误！未定义书签。 4.1.2 Prolog语言基本语句................... 错误！未定义书签。 4.2 程序调试................................... 错误！未定义书签。 4.2.1 推理机的概述.......................... 错误！未定义书签。 4.2.2 推理机的使用.......................... 错误！未定义书签。 4.2.2 调试结果.............................. 错误！未定义书签。第五章毕业设计小结................................ 错误！未定义书签。 5.1论文小结.................................... 错误！未定义书签。 5.2 知识库发展的趋势........................... 错误！未定义书签。致谢............................................... 错误！未定义书签。参考文献........................................... 错误！未定义书签。附录一源程序...................................... 错误！未定义书签。
基于Web Service的远程分布式 故障诊断专家系统 秦振汉，史慧 （北京航天测控技术开发公司，北京100037） 摘要：本文针对武器保障系统中普遍存在的异构问题，建立了一个基于Web Service技术的远程分布式故障诊断专家系统并详细分析了该系统的结构组成。之后，阐明了Web Service的基本原理，并在此基础上详细论证了远程诊断专家系统的组成、功能和诊断方法。该系统可以有效地实现网络各节点的资源共享，从而提高系统的诊断能力。 关键词：远程分布式故障诊断；Web Service；专家系统 0 前言 我国武器装备具有型号多、批次多、数量多、广域分布、机动部署的特点，这给武器型号的后勤保障与维护带来了极大的困难。同时随着高新技术在武器型号上的应用，对武器型号的现场保障维护提出了更高的要求。而目前的装备监测与故障诊断系统普遍存在相对独立、诊断知识不足、问题求解能力单一等缺点, 很难实现复杂的诊断任务，难以满足部队的实际需求。造成这种局面的一个主要原因是各个系统之间缺乏信息交互手段，成为一个个“信息孤岛”，无法实现资源的有效整合，降低了诊断资源的利用效率，导致保障能力的不足。 随着计算机技术和网络通讯技术的发展, 以Intranet/Internet为应用背景的分布式计算技术应用已经成为故障诊断领域的重要发展方向，为武器装备保障能力的提高提供了新的技术途径。对于故障诊断，远程分布式网络在信息共享方面将发挥更大的优势。利用远程分布式网络，将处于不同地域的武器研制、试验、使用、维护单位密切联系起来，综合利用它们各自的保障资源和诊断知识，为诊断对象提供远程诊断服务，可以有效解决目前各自独立的诊断系统所无法解决的复杂问题[1]。 1远程分布式诊断系统的体系结构 远程分布式诊断系统架构在Intranet/Internet之上，开发人员可以通过建立B/S或C/S系统，实现网络内各种资源的集成。该系统由远程诊断用户、远程诊断中心、远程节点等构成，其具体结构如图1所示。 远程诊断用户主要包括武器试验基地、武器保障基地、战斗执行单位等现场节点。在远程分布式诊断系统中，该节点主要由测试系统、监测系统、数据库系统、服务器组成，
故障诊断专家系统 随着科学技术的发展，装备的结构越来越复杂，功能也越来越完善，自动化程度越来越高，不但同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密的联系，在运行过程中形成一个整体。一处故障可能引起一系列连锁反应，导致整个过程不能正常运行，甚至会造成重大的损失。因此，对故障诊断的要求也越来越高。另一方面，人工智能技术近年来得到很大发展，基于知识的故障诊断专家系统已成为当前研究和应用的一个热点。 人工智能又称机器智能，是计算机科学中新兴的一门边缘科学技术，利用计算机模拟人的智能行为、完成能表现出人类智能的任务。故障诊断专家系统是将人类在故障诊断方面的多位 专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的大型计算机程序，它可以利用计算机系统帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题，扩展计算机系统原有的工作范围使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议，专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。 1故障诊断专家系统简介 故障诊断专家系统，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则(专家经验)，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。专家系统故障诊断方法 可用下图的结构来说明：它由数据库、知识库、人机接口、推理机等组成。其各部分的功能为： 图1：故障诊断专家系统结构图 (1)数据库数据库通常由动态数据库和静态数据库两部分构成。静态数据库是相
摘要 本文论述了集成农作物种植理论和实用技术、远程农作物病虫害诊断专家系统的构建和实现。在比较国内外农业专家系统构思的基础上，论证了本系统实施的方案，实现了农作物病虫害诊断专家系统的网络化，扩大了农作物病虫害诊断专家系统应用的空间范围。文中主要以病害诊断为例着重介绍了规则库的建立、推理机的设计。论文前半部分首先对农作物病虫害诊断专家系统研究的背景、课题的研究内容、农业专家系统在国内外的研究、专家系统概况作了较全面的介绍和阐述，说明了本课题的研究目的和意义，接着对本课题专家系统的核心部分——知识表示和推理机的设计进行了阐述。论文后半部分是对于专家系统的总体设计、数据库设计以及界面功能进行了详细论述，并用其设计专家系统开发平台的框架模型。 关键词：农业专家系统推理机病虫害
Abstract This paper discusses the structure and achievement of the theory of integrated crop planting, practical technology and the expert system of remote crop diseases and insect pests diagnosis. Contrast of the domestic and foreign agricultural expert system conception, it demonstrates the system of the implementation of the scheme that realizing the network of the expert system of remote crop diseases and insect pests diagnosis and enlarging the spatial dimension.It introduces the establishment of rule-base and the design of the inference engine which takes disease screening as example.The preceding half part of thesis stresses the background and content of expert system of remote crop diseases and insect pests diagnosis, also states of research both at home and broad and general situation of expert system. Then introduce the main part that is the design of the inference engine.The last part of the thesis analyzes the overall design of expert system, base design and Interface and Function in order to apply to the model. Key words：Agricultural expert system,inference engine,diseases and pests
远程诊断技术在医疗设备维修领域的应用探讨 摘要】随着计算机网络的发展和医疗设备的数字化，使得维修工程师在办公室 就可以通过网络对设备进行远程诊断和故障分析维修。重点介绍了该技术在医疗 设备领域的应用现状及其在发展中需要解决的一些问题。对远程诊断技术及进展 为远程维修的发展前景进行了展望。 【关键词】远程诊断分析维修医疗设备计算机网络 20世纪90年代中期，远程诊断技术作为一项融合多种学科的新技术，最初 在军事装备等领域得到了验证。随着科学技术的不断进步，医疗设备的数字化程 度越来越高，呈现出高度的数字集成、模块化组合、信息化传输等新特点，维修 和保障任务变得日益复杂。随着计算机网络的发展，使得维修工程师在办公室就 可以通过网络对设备进行远程诊断和故障分析维修。因此，远程诊断是医疗装备 技术保障的一个重要发展方向。 1 远程诊断技术在医疗设备中的应用概述 1.1 远程诊断技术概述 远程诊断是医疗设备制造商或专家通过远程网络和其他硬件技术的支持，对 产品实施远程状态监测、远程诊断和维修指导的综合技术。它以信息技术、网络 技术、专家系统等技术为支撑，实现医疗设备的故障诊断、维修和指导。 1.2 远程诊断技术在医疗设备中的应用 设备生产厂商通过在设备上添加类似智能设备管理（intelligent device management，IDM）模块和Ethernet网络连接系统。IDM 检测和采集设备运行过 程中的关键数据并通过Ethernet网络传送到医疗器械制造商的维修中心服务器上，该维修中心服务器通过对用户设备实施远程操控来处理故障。这种方式使得医疗 器械制造商能够提供一定程度的远程维修服务，它主要是针对设备的软件故障和 软件系统升级需求。 2 远程诊断技术在医疗设备中的应用实例 2.1西门子提供的应用 某院目前有西门子（Siemens）公司生产的64排CT、4排CT、1.5T的核磁和 高能加速器各一台，各设备原先分别是通过路由器和ADSL宽带和西门子进行连 接的，网络拓扑连接如图1所示。2010年医院兴建了PACS系统以后，各设备均 通过网络相连接。这样，通过划分VPN，相关设备通过一个ADSL就直接和西门 子公司的远程诊断系统相连接起来了。 图1 西门子设备端采用Cisco 831 路由器，具体功能在路由器中设置。医疗设备的 服务器（Service）连接在交换机（Swtich）上，路由器（Router）同样连接到交换机的本地端口（Lan），路由器的网络端口（Wan）连接到调制解调器（ADSL）的网络端口（Ethernet）,电话线连接到ADSL的Line端口，硬件连接就完成了。 进行路由器设置时，安装路由器831附带的“SRS BBSW”光盘；安装完毕后， 运行SRS_BBSW.exe，填写分配给路由器的IP地址，如“192.168.1.251”，选择连接 方式为“PPPoE”和“Dynamic Address”，再填写ADSL账号信息，测试一下，完成路 由器端设置。设备端在Localservice?Configuration选项下的TCP/IP LAN下选中外 网卡，在Gateway的位置上填入路由器831的IP地址（如：192.168.1.251）；按“Save”保存，系统提示重启，按“OK”；然后在FTP选项中Host Name填入
电力系统故障诊断专家系统 李向峰 （哈尔滨工程大学信息与通信工程工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要:针对电力系统故障诊断问题存在的大量不确定性，提出了将模糊集和模糊推理方法结合专家系统进行故障诊断的新方案。同时，尝试将分布式问题求解方法用于电力系统故障诊断问题，开发了基于模糊推理的分布式电力系统故障诊断专家系统。为方便用户使用，开发了图形建模和模糊知识学习平台，以及故障信息管理系统通过在某地区电网的测试表明，所提方案具有准确的诊断结果和很好的实用性关键词:故障诊断;模糊推理;专家系统;分布式问题求解;故障信息管理。 关键词:故障诊断; 模糊推理; 专家系统; 分布式问题求解; 故障信息管理 Power System Fault Diagnosis Expert System LiXiangfeng (Information and Communication Engineering, Engineering, Harbin Engineering University, Harbin) Abstract: Fault detection system of power exists a lot of uncertainty, the proposed fuzzy sets and fuzzy inference method combines expert system for fault diagnosis of the new program. At the same time, try to distributed problem solving method for power system fault diagnosis, develop a distributed power system fault diagnosis expert system based on fuzzy reasoning. For the convenience of users, the development of graphical modeling and fuzzy knowledge learning platform, and fault information management system through a regional grid in the test shows that the proposed scheme has an accurate diagnosis and good usability Key words: fault diagnosis; fuzzy reasoning; expert system; distributed problem solving; fault information management. Keywords：fault diagnosis; fuzzy inference; expert system; distributed problem solving 1引言 电力系统故障诊断是近年来十分活跃的研究课题之一，人们对此进行了大量研究[1~9]，取得了许多有价值的理论研究成果，提出了多种解决方案，如采用专家系统方法[2，4，6，8]和神经网络方法[4]等. 由于实际运行中用于故障诊断的断路器和保护动作信息存在着大量的不确定性，近年来有学者将模 糊推理方法应用于电力系统故障诊断[3，5~7，9]。但以 前的研究大多集中在理论探讨上，在解决电力系统运行过程中出现的实际问题方面进展不大。现代电网互联规模和运行复杂性越来越大，运行越来越接近极限，一旦发生故障，造成的损失也较以往增大，因此对运行人员迅速准确处理事故的能力的要求进一步提高。电力系统故障自动诊断系统不仅可以成为运行人员在处理事故时的得力助手，还可成为运行人员培训的有力工具。 本文在前期开发的面向对象的电力系统故障 诊断专家系统[8]的基础上，借鉴其他研究成果[3，5~7] 增加了基于模糊集的报警信息处理，不但考虑了开关和保护动作的不确定性，还将故障时电压、电流不同于正常运行时的特征信息用模糊集表示，利用模糊推理来提高诊断结果的准确性和可用性；同时开发了模糊集学习平台，以缓解专家系统知识获取 的难题;利用网络通信技术和分层分布式问题求解 方法，解决电力系统信息分层和应用于实际电力系统故障诊断时出现的问题，提出了两种分层分布式故障诊断问题求解方案，并就其中一种方法进行了
诊断专家系统
诊断专家系统 【摘要】 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法。技术及应用系统的一门新的技术科学。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。其中专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，求解需要专家才能解决的困难问题。 【关键词】计算机，人工智能，专家系统 引言 随着科学技术的发展，装备的结构越来越复杂，功能也越来越完善，自动化程度越来越高，不但同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密的联系，在运行过程中形成一个整体。一处故障可能引起一系列连锁反应，导致整个过程不能正常运行，甚至会造成重大的损失。因此，对故障诊断的要求也越来越高。另一方面，人工智能技术近年来得到很大发展，基于知识的故障诊断专家系统已成为当前研究和应用的一个热点。 人工智能又称机器智能，是计算机科学中新兴的一门边缘科学技术，利用计算机模拟人的智能行为、完成能表现出人类智能的任务。故障诊断专家系统是将人类在故障诊断方面的多位专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的大型计算机程序，它可以利用计算机系统帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题，扩展计算机系统原有的工作范围使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议，专家
系统在故障诊断领域的应用非常广泛，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。 1故障诊断专家系统简介 故障诊断专家系统，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则(专家经验)，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。专家系统故障诊断方法可用下图的结构来说明：它由数据库、知识库、人机接口、推理机等组成。其各部分的功能为： 图1：故障诊断专家系统结构图 (1)数据库数据库通常由动态数据库和静态数据库两部分构成。静态数据库是相对稳定的参数，如设备的设计参数、固有频率等;动态数据库是设备运行中所检测到的状态参数，如工作转速、介质流量、电压或电流等。 (2)知识库存放的知识可以是系统的工作环境、系统知识(反映系统的工作机理及系统结构知识)、设备故障特征值、故障诊断算法、推理规则等，反映系统的因果关系，用来进行故障推理。知识库是专家领域知识的集合。
机械设备故障诊断专家系统的设计 发表时间：2014-08-28T11:08:03.233Z 来源：《科学与技术》2014年第5期下供稿作者：方从旺 [导读] 诊断系统的概述诊断系统是一种完整的技术体系，用以获取机器技术状态信息并加以处理。 安徽盛运环保（集团）股份有限公司方从旺 摘要：随着科技的不断发展，机械设备故障诊断系统也开始向自动化方向发展。本文通过对诊断系统的概述，进一步探讨了机械设备故障诊断专家系统的设计。 关键词：机械设备；故障诊断；设计一、前言对于机械企业来说，机械设备是生产中的重要核心，一旦发生故障，将会造成巨大的损失，严重时将危及工作人员的生命安全。因此，加强对机械设备故障诊断专家系统的设计分析，对于保证人民财产和生命安全有着重要的意义。 二、诊断系统的概述诊断系统是一种完整的技术体系，用以获取机器技术状态信息并加以处理，进而判断和预测机器技术状态。诊断系统一般包括状态监测、故障检测（发现故障）、故障定位（故障隔离）和故障识别。机电设备监测诊断模式经历了从单机监测诊断系统到分布式监测诊断系统，再到基于Internet 的远程监测诊断系统这样一个发展过程。单机监测诊断系统是针对某一机器设计，是一种封闭式的系统，信息的交流限于系统内部。分布式监测诊断系统是针对大型机电设备主机和多辅机功能分布和地域分布的特点设计的，它通过工业局域网把分布的各个局部现场、独立完成特定功能的本地计算机互联起来，成为实现资源共享、协同工作、分散监测和集中操作、管理、诊断的工业计算机网络系统。 三、系统的设计1、数据库设计数据库主要用来存放系统运行过程中所必须的领域内原始特征数据的信息，以及在运行推理过程中所产生的各种静态和动态数据信息，为专家系统推理和解释提供必要的数据。包括从状态检修网络获取的被监测设备的状态参数、结构参数、时域信号以及设备运行和试验的历史数据与设备管理的原始参数。状态参数应包括信号分析的所有关键性特征，特征的提取应能正确反映设备运行的状况，以便下一步分析利用。如实时监测的幅值、频率、相位、波形、相关变化、空间分布、稳定性等特征。数据库还包括分析结果数据库、标准数据库、图谱库、设备档案库、分析条件库，并能根据需要进行数据查询和检索。 由于数据库中的事实是动态变化的，因此选用动态存储方式，即单链表存储结构。 2、知识表示与知识库知识的表示实际就是知识库的建造，是整个专家系统的核心部分。专家系统知识表达有深化表达和表层表达两种典型方式。知识的深化表达是关于实体（如概念、事件、性能等）间结构和功能的表达，它反映支配事物的物理规律、关于动作的功能模型、事物间的因果关系等，知识的使用严格按照演绎式推理的次序。另一种是基于经验对结构与功能理解的编译，知识的前提和结论来源于以往的经验，这种表达为表层表达。深化表达的典型模式有框架和语义网络，表层表达的典型模式是规则。 在此以基于规则的不精确知识表示为例介绍专家系统知识库的建立。其一般表示形式为IFETHEN（CF（H，E）），其中E为前提，它既可以是一个简单条件，也可以是由多个简单条件构成的逻辑组合；日为结论；CF（H，E）为规则可信度称为规则强度，CF（H，E）表示条件E 为真时结论日有CF（H，E）大小的可信度。将收集来的所有知识用上面的规则形式表示并按顺序放在一起即构成知识库。在具体构造规则时可以把规则前提和结论都看成事实，给它们统一编号，这个编号称之为事实键值，这样在推理时可以提高匹配效率和避免严格字符匹配的易出错两个缺点。在设计本系统规则时，我们给每个规则也编上一个规则号，每条规则一般包括前提、结论、对策和可信度等。 3、专家系统推理机设计推理机是专家系统的组织控制结构，用来连接知识库的事实和规则，是专家系统的关键部分。推理机根据机组当前的运行状态激活知识库中的有关规则，刷新动态数据库并保存推理轨迹以期对诊断结果进行解释，实际上就是利用诊断知识库的知识根据设备运行状态的征兆，对设备的历史数据进行比较、推理和诊断以求解策略。推理机包括推理方法和推理方向。 基于正向推理的推理机的实现。根据机组当前运行信息和过去的历史记录，激活知识库中的规则并保存推理轨迹，以期对诊断结果进行解释，它是整个系统的动力源泉，其推理流程见图2。 4、解释机制解释机构中存放着推理过程中匹配成功的规则，用户需要时，系统可将推理过程演示给用户看。本系统的解释机制主要是实现对推理过程和推理结论的解释，在设计时反向跟踪数据库中保存的解释和推理路径，并把它翻译成用户能够接受的自然语言表达方式。 5、人机接口人机接口是专家系统与用户实现交互的一种设施，设计的好坏对系统的可用性有很大的影响。用户接口一般利用窗口、图形、菜单等手段，使用户能够形象、直观地使用系统进行推理诊断。 四、故障诊断系统的技术支持1、软件设计要从软件方面设计一个性能良好的远程监测与故障诊断系统，需要对机器设备的整个应用情况进行全面详细地调查，收集支持系统总的设计目标的基本数据和对这些数据的处理要求，确定用户的需求，迅速准确地反映机械设备的使用性能和工作情况，查找故障之所在，并且能够采取相应的预防措施，以确保设备在良好技术状况下的运行，从而能够延长机械设备的使用寿命，降低生产成本，保证煤矿的安全生产。 2、数据传输现场监测站与现场监测中心之间需要实时数据传输，由于基于CAN 总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，因此，系统可使用CAN 总线技术。要实现机械设备的远程故障诊断，必须通过网络为载体，同时要能够使双方通过Internet 查询彼此数据库中的数据。有些机械设备铺设有线网络困难，也可采用无线传感器与GPRS 技术，构建无线网络来实现上述功能。 3、数据库系统系统数据库应该包括设备的管理、用户的管理、监测数据的管理以及历史数据的管理。由于系统要将从现场监测站得到