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机械故障诊断学 钟秉林 第9章专家系统诊断原理

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机械故障诊断学培训教程(ppt)ppt

机械故障诊断学培训教程(ppt)ppt

技术更新
互动性
教程及时更新了机械故障诊断的新技术和 新方法，使学员能够掌握前沿的故障诊断 技能。
教程设计有互动环节，鼓励学员之间进行 讨论和交流，有助于提高学习效果和增强 团队协作能力。
对未来发展的展望
智能化发展
随着人工智能和大数据技术 的进步，机械故障诊断将更 加智能化，能够更快速、准 确地识别和预测故障。
诊断提供重要依据。
机械故障诊断的实
04
践与应用
旋转机械故障诊断
总结词
旋转机械是机械设备中的重要组成部 分，其故障诊断是机械故障诊断中的 重要环节。
详细描述
旋转机械故障诊断主要涉及对旋转机 械的振动、声音、温度等参数的监测 和分析，通过分析这些参数的变化， 可以判断出机械的故障类型和位置， 为维修和保养提供依据。
机械故障诊断的未
来发展与挑战
新技术与新方法的研发
传感器技术
研发更智能、更灵敏的传 感器，提高对机械运行状 态的监测精度。
数据分析技术
利用大数据和云计算技术 ，对海量数据进行高效处 理和挖掘，提取故障特征 。
无损检测技术
研究无损检测新技术，实 现在不损伤设备的情况下 进行故障诊断。
人工智能在机械故障诊断中的应用
分析设备，对技术要求较高。
油液分析法
要点一
总结词
通过检测润滑油或液压油的物理和化学性质变化来诊断故 障。
要点二
详细描述
油液分析法是通过检测润滑油或液压油的物理和化学性质 变化，来判断机械是否存在故障。油液中会携带机械磨损 产生的颗粒物，通过颗粒计数、油品质量分析等手段，可 以分析出机械的磨损状态和故障原因。
技术进步
随着科技的发展，出现了各种先进的 故障诊断技术，如振动分析、油液分 析、红外检测等。

机械故障诊断专家系统及其应用课件

机械故障诊断专家系统及其应用课件

准确的故障诊断能够减少不必要的维修工 作，降低维修成本和停机时间。
通过有效的故障诊断，企业能够保持设备 的稳定运行，提高生产效率和产品质量， 从而增强市场竞争力。
CHAPTER
02
机械故障诊断专家系统原理
基于知识的推理
知识表示
将领域知识以适当的方式表示出来，便于系统推理和查询。
பைடு நூலகம்知识推理
利用已知的事实和规则进行推理，得出新的结论或解决问题的方 法。
人机交互界面
提供用户与系统的交互通道， 方便用户输入数据、查询诊断
结果和更新知识库。
机械故障诊断的重要性
提高设备运行效率
保障生产安全
及时发现并解决故障，避免设备停机或性 能下降，提高生产效率。
机械故障可能导致设备损坏或生产事故， 故障诊断能够及时预警并采取措施，保障 生产安全。
降低维修成本
提高企业竞争力
根据当前问题的特征和需求 ，从案例库中检索相似的案 例。
案例复用
借鉴和修改相似案例的经验 和解决方案，为当前问题提 供参考。
基于模型的推理
模型建立
根据领域知识和数据建立数学模型或仿真模型 。
模型推理
利用模型进行计算、分析和推理，得出结论或 预测。
模型优化
根据实际应用反馈和效果，对模型进行优化和改进。
风力发电设备故障诊断
专家系统能够监测风力发电设备的运 行状态，及时发现并处理故障，提高 风力发电效率。
制造业领域应用
机械设备故障诊断
专家系统可以对各种机械设备进行实时监测和故障诊断，提高生产效率和设备使 用寿命。
生产线故障诊断
专家系统能够监测生产线的工作状态，及时发现并处理故障，保证生产线的稳定 运行。

(优选)机械故障诊断学钟秉林专家系统诊断原理

(优选)机械故障诊断学钟秉林专家系统诊断原理
➢ 其中，最为代表的是肖特立夫等人的MYCIN系统，该系统用 于诊断和治疗血液感染和脑炎感染，可给出处方建议（提供 抗菌剂治疗建议），不但具有很高的性能，而且具有解释功 能和知识获取功能。MYCIN系统是专家系统的经典之作，它 的知识表示系统用带有置信度的“IF—THEN”规则来表示， 并使用不确定性推理方法进行推理。MYCIN由LISP语言写成， 所有的规则都表达成LISP表达式。它是一个面向目标求解的 系统，使用反向推理方法，并利用了很多的启发式信息。
2020/8/14
10
一、概述
➢ 在这期间开发的专家系统按其处理问题的类型可以分为： 解释型、预测型、诊断型、设计型、规划型、监视型、调 试型、修正型、教学型和控制型。
➢ 其应用领域也涉及到农业、商业、化学、通信、计算机系 统、医学等多个方面，并已成为常用的解决问题的手段之 一。
2020/8/14
9
一、概述
2.在故障诊断中的应用
（优选）机械故障诊断学钟秉 林专家系统诊断原理
一、概述
• 一般认为，专家系统就是应用于某一专门领域，由知识工 程师通过知识获取手段，将领域专家解决特定领域的知识， 采用某种知识表示方法编辑或自动生成某种特定表示形式， 存放在知识库中，然后用户通过人机接口输入信息、数据 或命令，运用推理机构控制知识库及整个系统，能像专家 一样解决困难的和复杂的实际问题的计算机（软件）系统。
➢ 20世纪70年代初，匹兹堡大学的鲍波尔和内科医生合作 研制了第一个用于医疗的内科病诊断咨询系统 INTERNIST。
这些系统的研制成功使得专家系统受到学术界及 工程领域的广泛关注。
2020/8/14
5
一、概述
1.2 成熟期
• 到20世纪70年代中期，专家系统已逐步成熟起来，其观点逐 渐被人们接受，并先后出现了一批卓有成效的专家系统。

机械故障诊断学钟秉林第9章专家系统诊断原理

机械故障诊断学钟秉林第9章专家系统诊断原理
动作框架类型监测动作者工况监视与故障诊断系统被监测者汽轮发电机组可能结果情况1框架情况2框架情况3框架四知识表示与知识获取20204353情况1框架类型描述对象汽轮发电机组反映低压转子两侧工频振动大可能结果低压转子不平衡或热弯曲情况2框架类型描述对象汽轮发电机组反映各项参数正常可能结果机组工作正常继续正常运转四知识表示与知识获取20204354情况3框架类型描述对象汽轮发电机组反映轴振动超限值可能结果报警停机检修四知识表示与知识获取20204355框架也可以来描述一个概念
2019/11/25
7
一、概述
• 另一个非常成功的专家系统是PROSPCTOR系统，它用于辅 助地质学家探测矿藏，是第一个取得明显经济效益的专家 系统。PROSPCTOR的性能据称完全可以同地质学家相比拟。 它在知识的组织上，运用了规则与语义网相结合的混合表 示方式，在数据不确定和不完全的情况下，推理过程运用 了一种似然推理技术。
类学习和回忆的动态存储模型的研究工作。
2019/11/25
13
一、概述
基于框架的专家系统
框架(Frame) 是将某类对象的所有知识组织在一起 的一种通用数据结构,而相互关联的框架连接组成框架 系统。
基于模糊逻辑的专家系统
模糊理论的概念由美国加利福尼亚大学著名教授 扎德在他的《Fuzzy Sets》和《Fuzzy Algorithm》等 著名论著中首先提出。模糊性是指客观事物在状态及 其属性方面的不分明性，其根源是在类似事物间存在 一系列过渡状态，它们互相渗透、互相贯通，使得彼 此之间没有明显的分界线。
2019/11/25
22
二、 专家系统的基本结构及其功能
知识库的结构形式取决于所采用的知识表示方式， 常用的有：逻辑表示、语义网络表示、规则表示、框 架表示和子程序表示等。

机械故障诊断学钟秉林第6章状态识别方法原理课件

机械故障诊断学钟秉林第6章状态识别方法原理课件

其他特征量，如信息量等
2.5x nx
2024/3/12
14
例： 基于局部Hilbert边际能量谱的故障诊断方法 (1) 基于局部Hilbert边际能量谱的特征能量法
输入 振动 信号
HHT 变换
特征 能量 提取
马氏距 离判别
函数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
故障 模式 识别
基于局部Hilbert边际能量谱的特征能量法
2024/3/12
2024/3/12
31
两类Fisher判别示意图
Y
G1
2024/3/12
2024/3/12
18
三、近邻决策算法
➢ 最初的近邻法是由Cover和Hart于1968年提出的，随后得到理 论上深入的分析与研究，是非参数法中最重要的方法之一。
最近邻法：nearest neighborhood classifier (nnc)，将与测试 样本最近邻样本的类别作为决策的结果。
设样本集{xi,i=1,2,…,n}每个样本xi所属的类别均已知，对于 状态模式点分别为ωk(k=1,2,…,m)的m分类问题，样本集中 每类样本的个数为Ni个，i＝1，…，m，则可以规定第i类ωi 的判别函数为：
0.9141 3.1805
2024/3/12
17
马氏距离函数诊断结果
被检信号及状态
（1）正常状态 （2）正常状态 （3）外圈故障 （4）外圈故障 （5）外圈故障 （6）外圈故障 （7）内圈故障 （8）内圈故障 （9）内圈故障 (10) 内圈故障
d1 0.5399 0.0169 7.7910 7.6454 3.5873 3.4898 64.1650 61.0769 31.0525 29.2741

机械故障诊断学钟秉林神经网络诊断原理最全PPT资料

机械故障诊断学钟秉林神经网络诊断原理最全PPT资料
一、概述
人工神经网络（ Artificial Neural Networks，简称ANN）, 是近年来得到迅速发展的一个前沿课题。ANN是在现代神 经生理学和心理学的研究基础上，模仿人的大脑神经元结构 特性而建立的一种非线性动力学网络系统，它由大量的简单 的非线性处理单元（类似人脑的神经元）高度并联、互联而 成，具有对人脑某些基本特性简单的数学模拟能力。
细胞体对这些输入信号进行整
合并进行阈值处理；
树突是树状的神经纤维接收网络，
它将电信号传送到细胞体；
轴突是单根长纤维，它把细胞 细胞核
体的输出信号导向其他神经元； 一个神经细胞的轴突和另一个
神经细胞树突的结合点称为突触
[兴奋型、抑制型，膜外为正、膜内为负]
树突 细胞质
突触
细胞膜
来自其它细胞
轴突
f( x) 1
0x -1
2021/6/25
24
二、人工神经网络的拓扑结构及其学习规则
2021/6/25
斜坡型 Sigmoid型
r x a f (x) x| x | a
r x a r,a 0
1 f (x)
1 ex
f ( x) 1
-a 0a x -1
f ( x)1
0.5
0x
双曲正切型 f ( x ) tanh( x )
指令串行执行
高度并行处理
不能解决形象思维问题，如 易于实现感知和视觉等形象
感知、视觉等
思维问题
脆弱
鲁棒性(Robust)、容错性强，
自适应能力差
自适应性强
强有力的数字和逻辑运算能 可以处理模糊的、概率的、
力，计算精度高
含噪的或不相容的信息
2021/6/25

机械故障诊断学--专家系统原理 PPT课件

强了系统的适应性和灵活性 ▪ 五个基本组成部分：知识库、推理机、数据
库以及解释程序、知识获取程序
ppt课件
4
➢ 知识库 知识库是专家系统的核心 专家知识、经验与书本知识、常识的存储器
专家诊断系统知识库通常包括： ✓ 背景知识 背景知识作为辅助信息，在推理过程中起着 重要作用。如设备运行规范可以成为诊断过 程中触发、激活某一诊断规则的依据等。
ppt课件
12
构造专家系统时，要求专业领域的专家和知识 工程师密切合作，总结和提取专家领域知识， 把它形式化并编码存入计算机中形成知识库。 但是，专业领域知识是启发式的，较难捕捉和 描述，专业领域专家通常善于提供事例而不习 惯提供知识，所以，知识获取被公认为是专家 系统开发研究中的瓶颈问题。
ppt课件
大项
✓ 所有的推理系统都是智能系统； ✓ 专家系统是推理系统； 中项 小项 ✓ 所以，专家系统是智能系统。
ppt课件
16
➢ 基于规则的演绎
前提与结论之间有必然性联系的推理。 前提与结论之间的联系可由一般的蕴涵表达式 直接表示，成为知识的规则。例如，所有的哺 乳动物都是动物，可以写成如下的蕴涵式：
( x )[ Mammal (x) → Animal (x) ]
算机程序。
专家系统能够模拟、再现、保存和复制有时还
能超过人类专家的脑力劳动，是人工智能领域
中目前最活跃最成功的一个分支。
ppt课件
2
专家系统的基本结构及其功能
数据库管理
任务管理
数据库
推理机
知识库
知识表示
知识库管理
工况分析
诊断结果解释
知识获取
工况报表
动态黑板
诊断结果
诊断实例

机械故障诊断学 ppt课件

2、能及时地、正确地对各种异常状态或故障状态作 出诊断，预防或消除故障，对设备的运行进行必要的指 导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，以期把 故障损失降低到最低水平；
3、通过检测监视故障分析性能评估等，为设备结构 修改优化设计合理制造及生产过程提供数据和信息。
ppt课件
27
机械故障诊断学的研究研究范畴
简单而言，设备故障是指“设备功能失常”，也就是 设备不能达到预期的工作状态，无法满足应有的性能、功 能。
功能失效，机械设备基本功能不能保证；
设备偏离正常功能
ppt课件
4
故障诊断的基础是建立在能量耗散原理上的。所有设 备的作用都是能量转换与传递，设备状态愈好，转换与传递 过程中的附加能量损耗愈小。例如机械设备，其传递的能量 是以力、速度两个主要物理参数来表征，附加能量损耗主要 通过温度及振动参数表现。随着设备劣化程度加大，附加能 量损耗也增大。因此，监测附加能量损耗的变化，可以了解 设备劣化程度。
最低的阶段。机器处良好
R
状态。
黄区(Y)——包括浴盆曲线Ⅲ
区的初始阶段，故障率已
Y
有抬高的趋势。机器处警
戒状态。
红区(R)——包括浴盆曲线Ⅲ
G
区故障率已大幅度上升的
阶段。机器处严重或危险
状态。
图1-2劣化曲线
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
所谓技术诊断，从广义而言，就是对系统的运行状态做出判
ppt课件
25
2. 机械故障诊断学的研究目的与研究范畴
研究故障诊断技术目的 就是提高设备效率、运行可靠性，延长使用寿
命，降低设备全寿命周期费用；分析故障形成原因， 以防患于未然。

机械故障诊断学-绪论


2. 机械故障诊断学的研究目的与研究范畴
研究故障诊断技术目的
就是提高设备效率、运行可靠性，延长使用寿 命，降低设备全寿命周期费用；分析故障形成原因， 以防患于未然。
“保证可靠地、高效地发挥设备应有的功能”
故障诊断的目的
1、保证设备发挥最大的设计能力，制定合理的检测维 修制度，以便在允许的条件下充分挖掘设备潜能，延长 服役期限和使用寿命，降低设备全寿命周期费用； 2、能及时地、正确地对各种异常状态或故障状态作 出诊断，预防或消除故障，对设备的运行进行必要的指 导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，以期把 故障损失降低到最低水平； 3、通过检测监视故障分析性能评估等，为设备结构 修改优化设计合理制造及生产过程提供数据和信息。
人不可能不生病，机器在运行过程中出现故障也是不可 避免的。人生了病需要求医就诊，机器出了故障也要找“医 生”诊断病因。医生对病人的诊断是基于体征检查（先看体 温，再进行验血、X光、心电图、B超、…、甚至CT等）基 础上的分析判断，对机器故障的诊断同样也是基于状态监测 （先看总振动值，再求助于频谱、波形、轴心轨迹、趋势图、 波德图、全息谱图等）基础上的综合性分析判断。
1. 状态监测与故障诊断的定义
故障的概念
故障 是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。通 常把设备在运行中所发生的状态异常、缺陷、性能恶化、 以及事故前期的状态统统称为故障，有时也把事故直接归 为故障。 简单而言，设备故障是指“设备功能失常”，也就是 设备不能达到预期的工作状态，无法满足应有的性能、功 能。
医学诊断与故障诊断
医学诊断 中医：望、闻、问、 切 西医：望、触、扣、 听、嗅 听心音、做心电图 量体温 验血验尿 故障诊断 原理及特征信息
听、摸、看、闻 通过形貌、声音、温度、 颜色、气味的变化来诊 断 振动与噪声监测 通过振动大小及变化规律 温度监测 观察温度的大小及变化 油样分析 观察化学成分及磨粒形状 变化 应力应变测量 观察压力或应力变化 无损检测 观察内部结构缺陷 查阅技术档案资 找规律、查原因、作判断 料

机械故障的全息诊断原理

机械故障的全息诊断原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊机械故障的全息诊断原理，这可真是个有意思的事儿呢！你想啊，那些庞大的机械设备，就好像是一个个有着自己脾气和性格的大家伙。

有时候它们会闹点小别扭，出点小故障，这时候就得靠全息诊断原理来给它们瞧瞧病啦！全息诊断原理就像是一个超级侦探，能从各个方面、各个角度去搜集线索。

它能通过各种传感器，像眼睛一样敏锐地捕捉到机械设备的一举一动。

这些传感器就像是无数双小眼睛，把看到的、听到的、感觉到的都告诉给全息诊断原理这个大侦探。

比如说吧，设备运行时发出的一点点异常声音，在我们普通人耳朵里可能没啥特别的，但在全息诊断原理眼里，那可就是重要的线索呢！它能从这一点点声音的变化里，推测出设备是不是哪里出了问题。

这就好像我们听人说话，能从语气里听出这个人的心情一样。

还有设备的温度、振动等等，这些都是全息诊断原理要关注的。

温度高了，是不是哪里过热啦？振动异常了，是不是零件松了呀？这不就跟我们人一样嘛，如果我们发烧了，那肯定是身体哪里不对劲了呀。

全息诊断原理还特别厉害的一点是，它能把这些看似杂乱无章的信息都整合起来，形成一个全面的“画像”。

就像是拼图一样，把一块一块的小碎片拼成一幅完整的图画。

这样就能更准确地判断出故障在哪里，是什么原因导致的。

你说这神奇不神奇？想想看，如果没有这个全息诊断原理，那我们面对那些复杂的机械设备出故障时，不就像无头苍蝇一样乱撞吗？那得浪费多少时间和精力呀！而且哦，全息诊断原理还在不断发展和进步呢！就像我们人一样，要不断学习才能变得更厉害。

随着技术的不断更新，它能诊断的故障种类越来越多，诊断的准确性也越来越高。

那我们普通人能为全息诊断原理做点啥呢？嘿嘿，我们可以多留意设备的运行情况呀，发现有什么不对劲的及时告诉专业人员。

我们也可以多了解一些这方面的知识，这样在和专业人员交流的时候也能更明白他们在说什么。

总之呢，机械故障的全息诊断原理真的是个超级棒的东西！它让我们能更好地照顾那些大家伙，让它们能更健康地为我们工作。

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➢ 1957年诞生了第一个自动定理证明程序，称为逻辑理论家。 ➢ 20世纪60年代初，人工智能研究者便集中精力开发通用的方
法和技术，通过研究一般的方法来改变知识的表示和搜索，并 且使用它们来建立专用程序。 ➢ 到了60年代中期，知识在智能行为中的地位受到了研究者的 重视，这就为以专门知识为核心、求解具体问题的基于知识的 专家系统的产生奠定了思想基础。
它起源于1982年美国学者Roger Schank，关于人类学习和回忆的动态存储模
型的研究工作。
2020/3/20
13
一、概述
➢基于框架的专家系统
框架(Frame) 是将某类对象的所有知识组织在一起的一种通用数据结构,而相互 关联的框架连接组成框架系统。
➢基于模糊逻辑的专家系统
模糊理论的概念由美国加利福尼亚大学著名教授扎德在他的《Fuzzy Sets》和 《Fuzzy Algorithm》等著名论著中首先提出。模糊性是指客观事物在状态及其 属性方面的不分明性，其根源是在类似事物间存在一系列过渡状态，它们互相渗 透、互相贯通，使得彼此之间没有明显的分界线。
➢专家系统通常由5个基本组成部分：知识库、推理机、数据库以及解释程序、
知识获取程序。
2020/3/20
18
二、 专家系统的基本结构及其功能
2.知识库
➢ 知识库是专家系统的核心;
➢ 知识库是专家知识、经验与书本知识、常识的存储器； ➢ 专家诊断系统知识库通常包括：
✓ 背景知识:背景知识作为辅助信息，在推理过程中起着重要作用。如设备运行规范可以
2020/3/20
21
二、 专家系统的基本结构及其功能
✓ 控制性知识
对领域知识起指导作用的知识，如引导规则的选择、控制推理路径及指明 诊断系统在诊断过程中对机组运行数据进行何种分析等。
✓ 决策知识
机组发生某故障时应采取的措施。它包括机组本身的运行规程和领域专家 处理该类故障时的措施方法，另外，还包括在不能确诊某故障时向用户建议 应重点监测何种信号及注意事项。
成为诊断过程中触发、激活某一诊断规则的依据等。
2020/3/20
19
二、 专家系统的基本结构及其功能
✓ 诊断知识
领域专家在长期的诊断实践中积累起来的知识和经验。产生式规则表达： IF <现象> THEN <假设> WITH <可信度> 现象：观察到的机组症状； 假设：表示机组的故障或中间结论； 可信度：表示在观察到这些“现象”后，推断机组具有这类故障的可信程度。 一般诊断知识按故障树结构分层组织。
2020/3/20
2
一、概述
• 一般认为，专家系统就是应用于某一专门领域，由知识工 程师通过知识获取手段，将领域专家解决特定领域的知识， 采用某种知识表示方法编辑或自动生成某种特定表示形式， 存放在知识库中，然后用户通过人机接口输入信息、数据 或命令，运用推理机构控制知识库及整个系统，能像专家 一样解决困难的和复杂的实际问题的计算机（软件）系统。
➢ 其中，最为代表的是肖特立夫等人的MYCIN系统，该系统用 于诊断和治疗血液感染和脑炎感染，可给出处方建议（提供 抗菌剂治疗建议），不但具有很高的性能，而且具有解释功 能和知识获取功能。MYCIN系统是专家系统的经典之作，它 的知识表示系统用带有置信度的“IF—THEN”规则来表示， 并使用不确定性推理方法进行推理。MYCIN由LISP语言写成， 所有的规则都表达成LISP表达式。它是一个面向目标求解的 系统，使用反向推理方法，并利用了很多的启发式信息。
专家系统的应用日益广泛，处理问题的难度和复 杂度不断增大，导致了传统的专家系统无法满足较为 复杂的情况，迫切需要新的技术去支持。
2020/3/20
9
一、概述
• 从80年代后期开始，一方面随着面向对象、神经网络和模 糊技术等新技术迅速崛起，为专家系统注入了新的活力；
➢ 另一方面计算机的运用也越来越普及，而且对智能化的要 求出越来越高。由于这些技术发展的成熟，并成功运用到 专家系统之中，使得专家系统得到更广泛的运用。
2020/3/20
14
一、概述
➢基于D-S证据理论的专家系统
D-S证据理论是由Dempster于1967年提出的，他首先提出了上、下界概率的定义， 后由Shafer于1976年加以推广和发展，故人们也把证据理论称为D - S理论。
➢基于人工神经网络的专家系统
人工神经网络（Artificial Neural Network ，ANN）是仿效生物体信息处理系统获 得柔性信息处理能力。它是从20世纪80年代后期开始兴起：由理论研究阶段发展到应 用阶段。
2020/3/20
22
二、 专家系统的基本结构及其功能
➢ 知识库的结构形式取决于所采用的知识表示方式，常用的有：逻辑表示、语义
网络表示、规则表示、框架表示和子程序表示等。 用产生式规则表达知识的方法是目前专家系统中应用最普遍的一种方法。
2020/3/20
23
二、 专家系统的基本结构及其功能
3.数据库
2020/3/20
4
一、概述
• 1965年在美国国家航空航天局要求下，斯坦福大 学研制成功了DENRAL系统，DENRAL的初创工作 引导人工智能研究者意识到智能行为不仅依赖于 推理方法，更依赖于其推理所用的知识。该系统 具有非常丰富的化学知识，是根据质谱数据帮助 化学家推断分子结构，被广泛地应用于世界各地
2020/3/20
20
二、 专家系统的基本结构及其功能
✓ 机组病例与运行档案
描述机组以往诊断病例及其安装维修的记录情况，它对如何沿最有可能的故 障方向进行诊断推理具有很大影响。
✓ 过程性知识
一系列分析计算程序，以独立的模块形式存在，在诊断过程中需要时被调用 。如在诊断中需要获取某振动信号关于转速频率的谱峰情况，就需调用 FFT频 谱计算程序。
2020/3/20
7
一、概述
• 另一个非常成功的专家系统是PROSPCTOR系统，它用 于辅助地质学家探测矿藏，是第一个取得明显经济效益的 专家系统。PROSPCTOR的性能据称完全可以同地质学家 相比拟。它在知识的组织上，运用了规则与语义网相结合 的混合表示方式，在数据不确定和不完全的情况下，推理 过程运用了一种似然推理技术。
➢ 除这些成功实例以外，在这一时期另外两个影响较大的专 家系统是斯坦福大学研制的AM系统及PUFF系统。AM是 一个用机器模拟人类归纳推理、抽象概念的专家系统，而 PUFF是一个肺功能测试专家系统，经对多个实例进行验 证，成功率达93%。
诸多专家系统地成功开发，标志着专家系统逐渐走 向成熟。
2020/3/20
以从类似机器获取）的大型动态系统，如针对汽轮发电机组等研发的诊断专家系统，已经 在工程实际中取得了良好的经济效益。
2020/3/20
11
一、概述Leabharlann 3.专家系统的分类（按推理规则分）
➢基于规则的专家系统
基于规则推理（Rule Base Reasoning，RBR）的方法是根据以往专家诊断的 经验, 将其归纳成规则, 通过启发式经验知识进行推理。
数据库
推理机
知识库
知识表示
知识库管理
工况分析
诊断结果解释
知识获取
工况报表
动态黑板
诊断结果
诊断实例
实用专家系统框图
2020/3/20
17
二、 专家系统的基本结构及其功能
特点：
➢专家系统是包含知识和推理的智能计算机程序； ➢求解问题的知识与程序和数据结构分离。增强了系统的适应性和灵活性；（vs
传统的计算机应用程序：求解问题的知识隐含在程序和数据结构中）
• 专家系统有三个特点，即： ✓ 启发性，能运用专家的知识和经验进行推理和判断； ✓ 透明性，能解决本身的推理过程，能回答用户提出的问题； ✓ 灵活性，能不断地增长知识，修改原有的知识。
2020/3/20
3
一、概述
1.1 初创期
• 人工智能早期工作都是学术性的，其程序都是用来开发游戏的。 尽管这些努力产生了如国际象棋、跳棋等有趣的游戏，但其真 实目的在于计算机编码加入人的推理能力，以达到更好的理解。 在这阶段的另一个重要领域是计算逻辑。
➢ 在这期间开发的专家系统按其处理问题的类型可以分为： 解释型、预测型、诊断型、设计型、规划型、监视型、调 试型、修正型、教学型和控制型。
➢ 其应用领域也涉及到农业、商业、化学、通信、计算机系 统、医学等多个方面，并已成为常用的解决问题的手段之 一。
2020/3/20
10
一、概述
2.在故障诊断中的应用
➢ 20世纪70年代初，匹兹堡大学的鲍波尔和内科医生合作 研制了第一个用于医疗的内科病诊断咨询系统 INTERNIST。
这些系统的研制成功使得专家系统受到学术界及 工程领域的广泛关注。
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一、概述
1.2 成熟期
• 到20世纪70年代中期，专家系统已逐步成熟起来，其观点逐 渐被人们接受，并先后出现了一批卓有成效的专家系统。
机械故障诊断理论与方法
第2篇 基于人工智能的故障诊断技术
第9章 专家系统诊断原理
专家系统的基本结构及功能
内
推理机制
容
知识表示与知识获取
安
人工神经网络与专家系统
排
基于行为的故障诊断专家系统
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一、概述
1.专家系统历史与现状
• 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年代初期产生和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。1982年美国斯坦福大学教授费根鲍姆给出了专家 系统的定义： 专家系统是一种智能的计算机程序，这种程序使用知识与推 理过程，求解那些需要杰出人物的专门知识才能求解的复 杂问题。