故障诊断专家系统及其发展

汽车故障诊断技术的现状及发展趋势分析摘要：在信息技术和人工智能技术的迅速发展之下，汽车故障诊断技术也发生了很大的变化，但是汽车故障的诊断是一个非常复杂的过程，目前的故障诊断技术仍然需要不断的改进，相信在不远的未来，智能化技术将以更加完善的姿态在汽车故障诊断中被广泛的使用，而其智能化的诊断也将更加的精准。

关键词：汽车故障；诊断技术；现状；趋势随着科学技术的不断发展，汽车已经成为了人们日常出行必不可少的交通工具。

但是汽车作为机械设备其故障是不可避免的，为了保证其能够安全运行，汽车故障诊断技术也随之应用而生。

近年来了在信息技术和人工智能技术的迅速发展之下，汽车故障诊断技术也发生了很大的变化。

一、汽车故障诊断技术的发展历程1、人工检测阶段早期的汽车故障检测完全采用人工检测，一方面是由于汽车的制造刚刚起步其内部机械系统和电路系统相对比较的简单，采用人工检测也相对也比较的容易；另一方面由于汽车的故障检测在当时属于一门新的研究课题，相关的研究也刚刚起步，所以只能是不断的摸索研究。

人工检测最大的优点就是方便经济，但是其缺点也是非常的突出，由于人工检测完全依赖于维修人员，所以经验积累就显得非常重要，再加上维修人员个体之间的业务素质异，所以对于故障诊断的准确性也各不一致。

2、仪表检测阶段初期的汽车仅仅是为了代步，所以人们对汽车的关注点在“出行”方面，但是随着新材料、新技术及经济条件的不断发展，人们对于汽车的要求逐渐提高，特别是在舒适性体验方面要求越来越高，正是在这种需求之下，汽车制造时在其中加入的电气元件也越来越多，但是功能的增加也意味着故障类型的增多，这种情形之下完全的人工检测故障已经是不可能了，特别是汽车内部的电器构件靠人工诊断是无法奏效的，所以在这种情况之下万能表、示波器便引入了汽车故障的检测使用。

虽然是一些简单的电子设备，但是在汽车故障的检测当中却大大的提升了诊断的效率和准确性，而且仪表简单易操作，所以至今在汽车故障检测中仍然是必不可少的辅助诊断设备。

专家系统发展综述专家系统是领域的一个重要分支，自20世纪60年代初以来，已经经历了数十年的发展。

本文将对专家系统的发展历程、基本概念、应用领域以及未来趋势进行综述。

一、专家系统的发展历程专家系统的发展可以追溯到1965年，当时美国科学家Feigenbaum提出了基于规则的专家系统概念。

随后，在1970年，Feigenbaum和Stuart Russell合著的《专家系统》一书出版，标志着专家系统的正式诞生。

在此之后，专家系统经历了快速发展和广泛应用，逐渐成为了人工智能领域的重要支柱。

二、专家系统的基本概念专家系统是一种智能计算机程序，它利用计算机技术和人工智能理论，模拟人类专家解决问题的思维过程，为用户提供专业领域的咨询和服务。

通常情况下，专家系统包括知识库和推理机两个核心组成部分，其中知识库用于存储领域专业知识，推理机则用于根据已有知识进行推理和解决问题。

三、专家系统的应用领域1、医疗领域：医生专家系统可以帮助医生进行疾病诊断和治疗方案制定。

例如，基于医学知识的智能问诊系统，可以根据患者症状和病史，进行初步诊断和用药建议。

2、金融领域：金融专家系统可以帮助银行、证券公司等金融机构进行投资决策、风险管理等方面的工作。

例如，基于金融市场数据的智能投顾系统，可以根据市场行情和投资者风险偏好，制定个性化的投资策略。

3、交通领域：交通管理专家系统可以帮助交通管理部门进行交通流量规划和调度指挥。

例如，基于路网信息的智能交通管理系统，可以根据实时交通信息进行路况预测和交通调度。

4、教育领域：教育专家系统可以帮助教师进行教学辅助和学生学习辅导。

例如，基于学科知识的智能教育辅导系统，可以根据学生的学习需求和学科水平，提供个性化的学习资源和教学方案。

四、专家系统的未来趋势1、知识库的构建与更新：随着知识爆炸的时代到来，专家系统的知识库需要不断更新和优化，以适应领域发展的需要。

因此，如何高效地进行知识获取、整理、表达和更新将成为未来研究的重要方向。

机械设备故障检测诊断技术发展前景机械设备故障检测诊断技术的发展前景无疑是非常广阔的，随着科学技术的不断进步，人们对机械设备故障检测诊断技术的需求也越来越高。

下面将从技术创新、应用领域和市场前景三个方面进行分析。

一、技术创新方面1. 传感器技术的创新：传感器是机械设备故障检测诊断技术的核心，近年来传感器技术不断创新，出现了更加精确、灵敏的传感器。

例如温度传感器、振动传感器、声音传感器等，可以更加准确地监测机械设备的运行状态，及时发现并诊断潜在故障。

2. 数据分析技术的发展：随着大数据时代的来临，机械设备产生的数据量越来越大。

数据分析技术的发展使得人们可以更好地利用这些数据，提取有价值的信息，判断机械设备是否存在故障，并进行诊断。

例如，人工智能和机器学习技术可以对数据进行快速分析和处理，从而提高机械设备故障检测诊断的准确性和效率。

3. 无损检测技术的突破：无损检测技术是一种非破坏性的检测方法，可以通过测量材料的某些特性，如声音、振动、电磁等来判断机械设备是否存在故障。

随着超声波、热像仪等无损检测技术的不断突破，人们可以更加方便地进行机械设备故障检测诊断。

二、应用领域方面1. 工业制造领域：在工业制造过程中，机械设备的正常运行直接关系到产品的质量和效益。

因此，机械设备故障检测诊断技术在工业制造领域具有广泛的应用前景。

例如，可以通过对机床、钢铁设备、电力设备等进行故障检测诊断，减少设备故障引起的生产停工和能源浪费，提高生产效率和产品质量。

2. 能源领域：能源设备的运行稳定性对能源的安全供应至关重要。

通过机械设备故障检测诊断技术，可以实时监测和预防能源设备的故障，提高能源设备的效率和可靠性。

例如，对发电机组、风力发电设备等进行故障检测诊断，可以减少停电事故的发生，降低能源浪费。

3. 交通运输领域：机械设备在交通运输领域的应用广泛，包括汽车、火车、飞机等。

机械设备故障检测诊断技术在交通运输领域的发展前景较为广阔。

专家系统研究现状及其发展趋势作者：郑伟等来源：《电子世界》2013年第04期近三十年来人工智能（Artificial In-telligence，AI）获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕成果。

作为人工智能一个重要分支的专家系统（Expert System，ES）是在20世纪60年代初期产生并发展起来的一门新兴的应用科学，而且正随着计算机技术的不断发展而日臻完善和成熟。

[1]随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋智能化、复杂化，专家系统也经历了三个发展阶段。

第一阶段的专家系统主要依赖于领域专家的感官和专业经验，对诊断信息只作简单的数据处理；第二阶段的专家系统则是以信号处理为依托，应用传感器技术和远程控制技术实现远程技术支持的现代诊断技术；第三阶段则是随着计算机及人工智能的发展，以知识处理为核心，实现信号处理、建模处理与知识处理相融合的智能诊断技术。

智能故障诊断技术的研究目前主要从两个方向展开：基于知识的智能故障诊断技术的研究和基于神经网络的智能故障诊断技术的研究。

1.专家系统的基本概念1.1 专家系统的概述ES是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术，根据一个或多个人类专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断、模拟人类专家做决策的过程来解决那些需要专家决定的复杂问题。

[2]自从1968年Feighbaun教授开发出首个专家系统DENDRAL，用来解决化学质谱问题以来，专家系统因其能产生巨大的经济效益而得到了各行业的广泛应用。

迄今为止，已经形成了十余类，主要包括诊断型、设计型、规划型、解释型、预测型、监视型、调试型、教学型、修正型、控制型。

本文所要应用的专家系统是诊断型的专家系统。

诊断专家系统作为专家系统中的一个分支，其研究也得到了各国的高度重视，并相继在各行业中开发出了一些诊断专家系统，如1982年EGG公司于开发的REACTOR系统（用于核反应堆故障诊断与处理），1983年Bell实验室于开发的ACE系统（用于电话电缆故障诊断与维护），在我国，中电某所研制的基于某型装备的故障诊断专家系统等等。

故障诊断技术的国内外发展现状国际上，故障检测与诊断技术（，）的发展直接促成了技术过程的故障诊断与安全性技术委员会的成立（1993）。

从1991年起，每三年定期召开方面的国际专题学术会议。

在我国，自动化学会也于1997年批准成立中国自动化学会技术过程的故障诊断与安全性专业委员会，并于1999年5月在清华大学召开了首届全国技术过程的故障诊断与安全性学术会议[4]。

故障诊断是一门涉及信号处理、模式识别、人工智能、统计学、计算机科学等多个学科的综合性技术[5]。

20世纪60年代初期，美国、日本和欧洲的一些发达国家相继开展了设备诊断技术的研究，主要应用于航天、核电、电力系统等尖端工业部门，自20世纪80年代以后逐渐扩展到冶金、化工、船舶、铁路等许多领域。

近年来故障诊断技术得到了迅速发展，概括地讲可以分为3类：基于信号处理的方法、基于解析模型的方法和基于知识的智能故障诊断方法。

（1）基于信号处理的方法基于信号处理的方法，通常是利用信号模型（如相关函数、频谱、小波变换等）直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，以此为依据进行故障诊断。

基于信号处理的方法主要有傅立叶变换[6, 7]、小波变换[8, 9]、主元分析[10]、变换[11]等。

文献[12]提出利用谐波小波对长输管的小泄漏诊断问题，取得了较好的应用效果；文献[13]提出了一种针对机车故障振动信号的局域均值分解（）解调诊断方法；文献[14]提出了一种基于时频指标的自适应移频变尺度随机共振算法用于轴承的故障诊断；文献[15]利用形态学的消噪特性对信号进行消噪，之后利用小波对故障进行定位，在传感器故障诊断方面取得了较好的应用效果。

（2）基于解析模型的方法基于解析模型的方法是以诊断对象的数学模型为基础，按照一定的数学方法对被测信息进行诊断处理，其优点是能深入系统本质的动态性质和实现实时诊断。

主要有状态估计法[16, 17]和参数估计法[18]等等。

电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势摘要伴随着人们生活水平的提高，电力系统的规模也在不断扩大，保证电力系统运行安全稳定也越来越重要，因此电力系统故障诊断研究成为社会的热点问题。

本文将针对电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势做出分析。

关键词：电力行业；故障诊断；电力系统；发展趋势1 引言电力设备故障不仅会制约电力系统的正常运转，还会干扰日常生活与正常生产的开展。

为实现电力系统的长久、稳步运行，要求工作人员应掌握电力设备的指标性能，明确运行故障，且可采取可行措施，以此来增加系统安全性与可靠性。

参照电力设备故障类型，结合检测参数，构建合理的诊断决策，可加快故障诊断，并可为故障诊断提供依据。

2故障诊断现状2.1 断路法断路法指代针对用电设备内部的输电线路逐段开展断路操作，进而找到绝缘故障部位。

借助断路法确定特定范围存在绝缘故障，清晰标注，再借助表测法，落实具体位置，详细诊断，有效修复。

此种检测可行、方便，主要被应用在大体积机组中。

应用此种方法开展故障诊断工作时，一定要遵守循序渐进的原则，从简单层面着手。

2.2 数学模型诊断数学模型诊断指代整合传感以及动态测试技术，借助数字处理，利用建模手段实施故障诊断。

数字模型诊断通常借助数学方法围绕电力设备来测量指标参数，在掌握指标参数的条件下，经由分析、处理操作，密切观察仪器指标值，以此来确定故障位置，同时，采取科学的应对措施。

2.3 红外线设施监测设备发热故障也比较常见，这种故障的诊断方法也遵循先易后难原则，明显的发热故障，经验丰富的设备监测人员很容易察觉并及时处理，而近年来电气设备越来越朝高精尖方向改进，一方面提高了工作效率，同时也加大了故障诊断的难度，运用红外线设施进行监测使诊断变得简便易行。

一个供电厂的电机设备通过表测显示升温较快，开机后十几分钟温度直线上升，并多次停机降温，仍无法从根本解决升温较快的问题，之后运用手持红外线设施进行诊断，发现当仪表显示机组温度为92℃时，红外线设施显示最高为62℃，最低58℃，室内温度为41℃，机温正常，后来经过检修确认机组内部并无故障，因此系仪表出现故障。