当前位置：文档之家 › 第2章 焊接专家系统

第2章 焊接专家系统

  • 格式：ppt
  • 大小：2.31 MB
  • 文档页数：102

下载文档原格式

  / 102

合集下载

第二章----专家控制系统

第二章----专家控制系统
17
推理方法的分类
1、根据知识表示的特点，知识推理方法可分 为图搜索方法和逻辑论证方法两类。
2、根据问题求解的推理过程中是否运用启发 性知识，知识推理方法可分为启发推理和非 启发推理两类。 3、根据问题求解的推理过程中结论是否精确， 知识推理方法可分为精确推理和不精确推理 两类。
18
推理方式的分类
（2）用于推理、问题求解的控制性规则；
（ 3 ）用于说明问题的状态、事实和概念以及当前条 件的数据。
8
3.专家系统的组成
知识库包含多种功能模块，主要有知识查询、检索、
增删、修改和扩充等。知识库通过人机接口与领域专
家相沟通，实现知识的获取。
•推理机
推理机是专家系统的“思维”机构，实际上是求解问 题的计算机软件系统。 推理机的运行可以有不同的控制策略。
14
产生式规则表示法
产生式规则表示法
控制器
匹配、冲突解决
匹配
规则库
检索
数据库
15
产生式规则表示法
规则库：存放了若干规则，每条产生式规则是一个 以“如果满足这个条件，就应当采取这个操作”形式 表示的语句。 数据库：是产生式规则注意的中心，每个产生式规 则的左半部分表示在启用这一规则之前数据库内必须 准备好的条件。 控制器 ：是说明下一步应该选用什么规则，也就是 如何运用规则。通常从选择规则到执行规则分成三步： 匹配、冲突解决和操作。
还有假设吗？
NO
结束 是证据节点 吗？
NO NO
提问用户
找出结论部分 包含那些假设 的规则 以这些规则的 前提之一作为 新的假设
有此事实 吗？
YES
结束
NO
先提出 假设的 结论， 然后寻 找支持 的证据， 若证据 存在， 则假设 成立

基于轨道交通行业的焊接专家系统设计与实现

基于轨道交通行业的焊接专家系统设计与实现

耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻基于轨道交通行业的焊接专家系统设计与实现

向尚志1袁魏艳红1袁苑兴楠2（1.南京航空航天大学材料与科学技术学院，江苏南京210016；2.南京维尔德智能科技有限公司，江苏南京210016）摘要：针对轨道交通领域焊接行业设计了一套焊接专家系统，实现了焊接签审流程管理、智能辅助焊接工艺

规程编制以及焊接工艺文件管理功能。利用该系统，焊接工程师在制定焊接工艺规程时可以自动引用已有工艺、快速录入接头准备信息，同时系统自动判断编制工艺是否符合相关标准，减少编制错误率，提升工作效率和工艺复用率。系统基于BS架构，安装部署均在服务器端，有利于后期维护与升级。关键词：专家系统；焊接；轨道交通行业；BS架构

中图分类号：TG409文献标志码：A文章编号：员园园员原圆猿园猿（圆园员9）10原园园66-06

阅韵陨：10.7512/j.issn.1001-2303.2019.10.12

Adesignofweldexpertsystembaseonrail-transitindustryXIANGShangzhi1，WEIYanhong1，YUANXingnan2

（1.CollegeofMaterialsScienceandTechnology，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2.NanjingWeldingIntelligentTechnologyCo.，Ltd.，Nanjing210016，China）

粤遭泽贼则葬糟贼：Inthispaperaweldexpertsystembase-onrailtransitindustryisproposed，toassistdesigningWeldingProcedureSpecification

(WPS)，managetheprocessofweldingsignatureandweldingfiles.Byusingthesystem，theweldingengineercanquoteexistedWPS，inputjointpreparationinformationquickly.AndthesystemwilljudgeifWPSmeetingthestandardofrailtransitindustry.ThesystemisbasedonBSarchitecturesoit'sbenefitformaintenanceandupgrading.运藻赠憎燥则凿泽：expertsystem；welding；railtransitindustry；BSarchitecture

电子束焊接工艺知识库与专家系统研究

电子束焊接工艺知识库与专家系统研究
储 与维护 ，引入 “ 可信度 ”表示 规则 的可信程 度 ，引入 “ 匹配度 ”来 区分 同种条件 对不 同规 则的 匹配程度 ，
基于条 件 匹配 的方 式 实现 了产生 式规则 的推 理过程 ，完成 了基 于产 生式规 则 的 电子 束焊接 辅助 工艺规程 生 成 。电子束焊 接辅助 工 艺制定功 能 的流程 方案如 图 １ 示 。初 步试 验结 果表 明 ，这对 减轻工 艺制 作的 复杂 所 度 、减少重 复性 工作量 及工 艺试验 次数 具有 重要 作用 。实 现 了专 家系 统模 块与我 所现 有 Ｃ Ｐ系统 的初 步 ＡＰ 集 成 ， 由专家 系统 生成 的参考工 序界 面如 图 ２所 示 。这 为进一步 充分 利用专 家 系统工程 提供 了技术 途径 ， 为专家系 统工程 化应用 奠 定 了基 础
沈 显 峰
高 级工 程师
０８１ — ６— ２４８４６９７
ｘｉ ｎ ｅ ａ ｎｇ
—
ｓｅ ＠ １ ３ｃ ｍ ｈ ｎ ６ ．ｏ
电子束焊接工艺知识库 与专家系统研究
工艺过程是连接 产品设计与 制造的桥梁 与纽带 ，工艺过程 的 自动化 、智能化是 以焊接等经验 知识为主导
的工艺发展 的必然趋 势和方 向，而工艺知识库和 专家系统 为将 焊接工 艺从经验转 向科学提供 了手段和途径 。 电子束焊 接具有焊缝 深宽 比大 、焊接变形 小等优势 ，是实现武器 生产等精密 连接 的重要 技术手段之 一 。但是 电子束焊接所涉及 的产品批量 小、种类 多，为 了对 一种新产 品进行 焊接 ，需要进行 大量耗 时费力的试验和评 估才 能制定焊接工 艺、确 定焊接参数 。同时，我所 已积 累 了大量焊接 工艺参 数及焊接工 艺等数据 ，需要对这 些数据 中蕴含 的知 识和经验进行 提取和挖掘 。因此开展 电子 束焊接工 艺专家系统 的研 究 ，可 为新产 品的高 能 束 焊接工艺 的制定 、焊接参数 的确定与优化提 供技术支撑 ，具有重要 的理论意 义和工程 实用价 值 。

金属焊接性评价的专家系统

金属焊接性评价的专家系统

金属焊接性评价的专家系统武汉大学（430072）李晓梅张小飞朱援祥摘要：从分析金属焊接性的特点出发，提出了基于知识库的金属焊接性评价专家系统。

文中介绍了基于案例和规则的推理方法，讨论了相似度计算和规则表示等问题。

论述了基于案例和规则的混合推理。

关键词：金属焊接性专家系统知识库焊接EXPERT SYSTEM OF METAL WELDABILITY ESTIMATEWuhan University Li Xiaomei, Zhang Xiaofei, Zhu Yuanxiang Abstract Expert system of metal weldability estimate based on knowledge base is put forward according to analysis of metal weldability characteristic. The methods based on case and rule reasoning are described. The calculation of the degree of similarity and rule representation are discussed. The mixed reasoning based on case and rule is also discussed.Key words: metal weldability, expert system, knowledge base, welding0 前言金属焊接性就是金属是否适应焊接加工而形成完整的、具备一定性能的焊接接头的特性。

评价焊接性，要考虑金属本身的性能和工艺条件。

目前，我国对金属焊接性评价还停留在人工水平上，靠个人的经验。

为提高效率和准确率，开发和推广应用计算机辅助金属焊接性评价是根本的出路。

但在金属焊接性评价过程中影响因素多，因素与因素之间的相互联系难以明确表达,而且许多问题的可统计性差。

计算机技术在焊接自动化中的应用

计算机技术在焊接自动化中的应用

计算机技术在焊接自动化中的应用摘要】伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经取得了完善的研究成果，且良好的运用在当下的生产生活中。

焊接自动化的应用得益于计算机技术的发展，对此文章就计算机技术在焊接自动化中的应用进行分析。

【关键词】计算机技术焊接自动化技术应用当下计算机技术的完善为焊接自动化的发展提供了基础，也就使得焊接自动化在机械制造业中的应用更加广泛。

计算机系统能够控制焊接设备的精密度等，能够提高焊接工作的质量与效率，同时计算机技术与焊接自动化的结合是实现生产自动化的必然途径。

一、计算机辅助焊接过程控制焊接过程自动化既可以有效提高生产效率，又能确保产品高质量。

利用计算机设置精密的工艺参数，并进行科学合理的调节，避免了人工操作的非一致性，在金属焊缝的质量控制方面效果尤为明显。

例如，哈尔滨工业大学对TIG焊做了深入研究，从正面熔透的角度出发，研制出熔池振荡法，利用弧光传感器测定熔池振荡的幅度，根据振荡的固有特征进行熔透控制。

这种熔池振荡法对高强合金钢和低碳钢的焊接控制效果奇佳。

焊接过程的精准控制得益于计算机的高精度运算和大容量存储功能，尤其是模糊控制技术和神经元网络的应用，更为熔透控制插上了一双飞翔的翅膀。

二、焊接专家系统焊接专家系统是指专门设计的用以模仿某领域专家的知识和推理方法，并能像人类专家一样解决特定领域的复杂问题的计算机软件系统。

与常规计算机程序相比，具有知识大多是被个人拥有的专家知识、输出结果通常是建议或选择、推理过程可了解等显著特点。

专家系统主要包括知识库、推理机、数据库和人机接口。

其应用主要集中在焊接结构安全评定、缺陷诊断、焊缝成本估算、焊材选择、焊接结构CAD、焊接方法选择等方面。

三、计算机辅助工艺设计CAPP焊接是工业生产中最重要的材料成型方法之一，已广泛应用于航天、造船、化工、建筑、汽车、电力以及微电子等领域。

焊接质量既是最终产品质量和性能的保证，也同生产成本直接关联。

传统的焊接工艺编制与管理完全依赖于手工劳动，不仅造成了大量的重复劳动，浪费了人力物力，而且常常因人为失误而影响产品质量，导致生产成本增加。

面向埋弧焊的专家系统

面向埋弧焊的专家系统

（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ） Ｎ ｔｒ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ｌ ｅ ｔｎ
Ｏｃｏ ｅ ２ ｏ ｔｂ ｒ ０ ８
文章编号 ： ００ ６ Ｘ ２０ ）００３—５ １ － ５ （０８ １—１５０ ０５
面向埋弧焊的专家 系统 米
何宽芳 黄石 生 孙德一 李鹏
（ 华南理工大学 机械与汽车工程学院， 广东 广州 ５０４ ） １ ０ ６
专家系统知识库与推理机、 数据结构与算法是分开
的， 知识采用框架 、 语义 网络或产生式等方法表示 ，
其 推理过程 简单 ， 灵活性 及通 用性差 ， 以解决 复杂 难 问题 ； 而且在 开发过 程 中往往 采用 ＬＳ ＩＰ或 Ｐｏｏ ｒｌ ｇ语
言构建知识库和推理机 这些系统的知识规则和 引， 事实大都是以语句 的形式存储于程序或文本 中， 不 能直观 地表 达相互 之 间 的逻 辑 关 系 ， 不便 于知 识 也 库的升级与维护． 文 中将数据库技术应用于专家系统的开发， 提 出了基于数据库的框架知识表示方法 ， 设计 了数据 库结构的知识库 ， 给出了面向平板埋弧焊特定需求
设置 为数 字类 型或者 文 本类 型 ， 终 构成 数 据 表结 最
１２ 知识表 示方法 ．
知识是专家系统的核心和基础， 在人工智能领 域， 不同领域的知识结构有不同的知识表示方法 ， 常 用的有一阶谓词逻辑表示法、 框架表示法、 语义网络 表示法 、 脚本表示法和产生式表示法 ． 中框架 Ｊ其 表示法是一种表示定型的数据 ， 其结构如图 １ 所示． 它的顶层是固定的 ， 表示某个固定的概念、 对象或者 事件 ； 其下层由一些槽的结构构成 ， 每个槽根据实际 情况被一定类型的实例或者数据所填充 ， 所填写的
义 Ｅ８． ７］ －

《焊接自动化技术及应用》课件2第二章控制器及执行电机

XTAL1
式，使用该时钟电路方式时，高低脉 冲电平持续时间应不短于20ns，否则
19 XTAL1 20 GND
20 GND
工作不稳定。
图2-4 外部时钟电路方式
11
首页
返回 上一页 下一页 结束
第一节
四、AT89S51单片机引脚排列及功能
3.多功能I/O接口引脚
• P0口（39～32脚）：P0口是一个8位漏极开路并行双向I/O端口。它 可以作为通用I/O接口，但每个引脚须外接上拉电阻。当作输出口 时，每个引脚能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载；当作为输入 口时，须首先将引脚内的输出锁存器置1。
5）全双工串行通信口；
6）具有片内看门狗定时器；
7）26个特殊功能寄存器；
8）具有两个数据指针DPTR0和DPTR1；
9）具有在线可编程功能ISP端口；
10）具有断电标志POF；
11）具有掉电状态下的中断恢复模式；
12）具有低功耗节电运行模式；
13）振荡器和时钟电路稳定，工作主频为0～33MHZ；
14）电源电压范围为DC4.0～5.5V。
（即电源地电平）。
GND 20
40 Vcc 39 P0. 0( AD0) 38 P0. 1( AD1) 37 P0. 2( AD2) 36 P0. 3( AD3) 35 P0. 4( AD4) 34 P0. 5( AD5) 33 P0. 6( AD6) 32 P0. 7( AD7) 31 EA/ Vpp 30 ALE/ PROG 29 PSEN 28 P2. 7( AD15) 27 P2. 6AD14) 26 P2. 5( AD13) 25 P2. 4( AD12) 24 P2. 3( AD11) 23 P2. 2( AD10) 22 P2. 1( AD9) 21 P2. 0( AD8)

智慧树答案弧焊电源及控制知到课后答案章节测试2022年

第一章1.目前技术比较先进的弧焊电源有答案:数字化电源;逆变式弧焊电源2.按照弧焊电源的调节方式分类，有机械调节式、电磁调节式、电子控制式三类弧焊电源，按照弧焊电源输出的电流可分为直流弧焊电源、交流弧焊电源和焊条电弧焊电源，这些说法正确与否答案:错3.下列连接方法产生原子（或分子）间结合的是答案:焊接4.根据弧焊电源的概念，下列弧焊电源必须具备的功能是答案:适应电弧焊工艺电气特性;供给电弧能量第二章1.电源－电弧稳定系统稳定的条件：1）电弧静特性曲线与电源外特性曲线有交点；2）在交点的左边保证外特性曲线电压Uy<电弧静特性曲线电压Uf ，而在交点右边保证Uy>Uf 。

答案:错2.电弧的实质（或概念）是答案:气体放电3.电弧的静特性曲线（伏安特性曲线）是答案:U形曲线4.对于一个有一定长度变化的电弧，下列说法正确的是答案:阳极区长度和压降基本不变;阴极区长度和压降基本不变5.弧焊电源三大特性包括答案:静特性;动态特性 ;调节特性第三章1.变压器的能量传递方式是答案:电能→磁能→电能2.弧焊变压器的内部阻抗组成主要类型下面说法正确的是答案:电阻和感抗3.弧焊变压器的外特性曲线方程是答案:近似椭圆方程4.弧焊变压器包括串联电抗器式和增强漏磁式两大类答案:对5.下列器件属于可控的半导体器件的是答案:IGBT;场效应管第四章1.电子控制型弧焊电源的主电路进行电能变换并输出电能，控制电路则控制主电路的这种能量变换过程，使之按要求输出能量答案:对2.电子控制型弧焊电源的调节外特性时，需要调节答案:电子线路中给定值的大小3.电子控制型弧焊电源可采用的控制策略包括答案:PID控制;模糊控制;神经网络控制;自适应控制4.电子控制型弧焊电源的外特性曲线形状可以是任意形状答案:对5.关于电子电抗器下面最准确的说法是答案:一种电子电路第五章1.晶闸管弧焊整流器的主电路有答案:带平衡电抗器的双反星形可控整流电路;六相半波可控整流电路2.晶闸管弧焊整流器对能量输出（电流、电压）的控制的实现是通过调节晶闸管的答案:控制角3.ZX5系列晶闸管弧焊整流器外特性曲线形状是答案:陡降加外拖特性4.下面哪些电路是晶闸管弧焊整流器的一部分答案:移相触发电路5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的工作的响应时间周期是答案:3.33ms第六章1.直流电变为交流电是整流过程，交流电变为直流电是逆变过程答案:错2.逆变式弧焊电源最突出的特性是答案:动特性好3.IGBT半桥式逆变电路的组成需要答案:2只（组）IGBT4.PWM和PFM都是逆变式弧焊电源常用的控制方式，实质是通过控制电子功率开关的导通与关断的时间比率来控制能量输出答案:对5.逆变式弧焊电源内部电路工作的可能的响应周期是答案:50ms第七章1.将数字电路应用到弧焊电源中构成为数字化弧焊电源答案:错2.数字化弧焊电源中应用的标志性器件有答案:微控制器MCU;数字信号处理器DSP3.数字化弧焊电源运用高层次的模糊控制、专家系统等控制方式，而PID控制适于模拟量控制，不适合在数字化弧焊电源中使用答案:错4.信息化网络化是数字化弧焊电源的重要特征答案:对5.数字化弧焊电源中包含有答案:人机交互系统;逆变电路;外特性控制软件系统。

硬质合金异质焊接工艺专家系统


术 （ｏ 、遗 传算 法 （ Ａ）及 模糊 系统 （ Ｕ Ｚ ｏ） Ｇ Ｆ Ｚ Ｙ）等 智 能技术 以及 焊接机 器人 等柔性 化 制造技 术相 结合形
成混 合系 统 ，克 服单 一技 术 的缺 陷 与不足 ，更 能适应 现代 化生 产 的小 型化 、柔性 化 、个性 化 的需 要 。智 能
Ｗｅ ｉｇ ｅｈ ｏ ｇ ｏ． ｏ Ｆｂ ２ １ ｌ ｎ ｃ ｎｌ ｙ Ｖ １ ９ Ｎ ． ｄ Ｔ ｏ ３ ２ ｅ．００
文章 编 号 ：０ ２ ０ ５ ２ １）２ ０ ３－ ４ １０ － ２Ｘ（０ ００ — ０ ９ ０
． 接 设备 与材 料 ・ ３ 焊 ９
硬 质 合 金 异 质 焊 接 工 艺 专 家 系 统
混 合 系统 是 当今 专 家 系 统 的 发展 趋 势 之一 ，另 一 方
是实 现智 能化焊 接技 术 的一个 重 要方 面 ，与 Ｃ Ｐ Ａ Ｐ相 结 合 ，在 企业 已经 得 到 了实际应 用 『，在 焊接 缺 陷检 ３ ］ 验等 方面有 了具 体 的开发 实例 ］ 。 随着高 端硬 质合 金焊 接产 品汽车 生产线 上 的应用 日益 广泛 。硬质 合金 焊接 刀片 、焊接钻 头等 的焊 接材 料 体 系设计 、焊 接工 艺开发 等变 得更加 重要 ，而 目前
３ 结论
国 教 育 文 化 出 版社 ，２ ｏ ． ０３
本 文讨论 了弧 焊逆 变器 的设计 问题 ，提 出 了各 项 性 能指标 可划 分为基 本设 计指 标 、其他设 计数 据 、试
［ ］赵 家 瑞 ． 变 焊 接 与切 割 电源 ［ ．北 京 ：机 械 工 业 出版 社 ，１９ ． ３ 逆 Ｍ］ ９ ６ ［ ］ Ｇ ／ １８ １ ９ ，电 弧 焊 机 通 用技 术 条 件 ［ ］ ４ ＢＴ８ １－ ９ ５ ｓ． ［ ］石 红 信 ，朱 锦 洪 ，于 ５ 华 ，等 ．逆 变 弧 焊 电 源 高 频 变 压 器 的 设

焊接结构力学教学课件-第二章



主讲：史菲
2-1 2-2 2-3
内应力及变形的基本概念 焊接残余变形 焊接残余应力
2
章节核心内容
本章重点： 1.杆件的均匀加热、冷却过程的变形不应力 2.长板条在丌均匀温度场作用下的变形不应力 3.焊接残余变形 4.预防和矫正残余变形的方法 5.焊接残余应力 6.焊接残余应力的调节及消除措施
1. 焊缝横向收缩引起 的弯曲角变形
图2-13 焊缝横向收缩引起的弯曲变形
2. 焊缝金属收缩引起 的倾斜角变形
图2-14 焊缝金属收缩引起的倾斜角变形
35
（一）堆焊时产生的角变形
平板堆焊高温区金属的热膨胀受到附近温度较低区金属 的阻碍受挤压，压缩塑性变形。 焊接面压缩塑性变形>背面 角变形。
影响因素：
分布范围
2）根据结构 中的空间位置
1.单向应力：应力沿构件的一个方向作用 2.双向应力：应力沿构件的两个方向作用 3.三向应力：应力沿构件的三个方向作用
4
3）根据应力不焊 缝的相对位置 4）根据应力产生 、作用的时间 5）根据应力 形成原因
1.纵向应力：应力作用方向与焊缝平行 2.横向应力：应力作用方向与焊缝垂直
13
三、长板条在丌均匀温度场作用下的变形和应力
1.在板条中心对称加热
2.非对称加热（一侧加热）
14
加热过程 冷却过程
图2-3 长板条中心加热和冷却时的应力与变形 a)原始状态 b)、c)加热过程 d)、e)冷却过程
15
加热过程 冷却过程
a)
b) d)
c)
e)
图2-4 长钢板边缘一侧加热和冷却时的应力与变形 a)原始状态 b)假设各板条的伸长 c)加热后的变形 d)假设各板条的收缩 e)冷却后的变形
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

推理机制 不精确推理
可信度方法 主观Bayes方法 证据理论 发生率技术 模糊理论 证据理论组合规则
mA = ( )
i, j,B ∩ j =A i C
全概率公式 P(A)=P(A|B1)*P(B1) + P(A|B2)*P(B2) + ... + P(A|Bn)*P(Bn).
∑
m (B )m (Cj ) 1 i 2 1−k
引言 专家系统与人类专家的比较
专家系统的优点 人类专家 专家系统 供不应求 总能在现场提供服务 在紧张的工作压力下可 可包括多个专家的知识 能出错 有生老病死 没有寿命限制 难于转移或调动 易于转移 有不可预见性 可预见
引言
专家系统的缺点 人类专家 具有创造性 适应性强 具有感性经验 知识面广 具有感知能力 专家系统 只能进行重复性工作 难于学习新知识 有符号化特点 知识面窄 只包含技术性知识
专家系统的发展 发展（ 年至今） 发展（1978年至今） 年至今
专家系统XCON（DEC公司、卡内基－梅隆大学 ）：为 VAX计算机系统制订硬件配置方案。 专家系统开发工具： 骨架系统：EMYCIN、KAS、EXPERT 等。 通用型知识表达语言： OPS5 等。 专家系统开发环境： AGE 等。
专家系统基本原理
（4）传统程序：不具有解释功能。 传统程序：不具有解释功能。 专家系统：具有解释功能。 专家系统：具有解释功能。 （5）传统程序：产生正确的答案。 ）传统程序：产生正确的答案。 专家系统：通常产生正确答案。 专家系统：通常产生正确答案。 （6）系统的体系结构不同。 ）系统的体系结构不同。
专家系统的开发 LISP语言的基本数据类型
演绎推理与归纳推理 精确推理与不精确推理 单调推理与非单调推理
推理机制 演绎推理
从一般性较大的前提退出一般性较小的结论的推理。
推理机制 归纳推理
从一般性较小的前提退出一般性较大的结论的推理。 完全归纳推理 简单枚举法 科学归纳法 类比法 统计推理
推理机制 精确推理
指前提与结论之间具有确定的因果关系，并且事 实与结论都是确定的。如演绎推理。
知识表示 规则表示法
规则表示法是目前专家系统最常用的表示法，采用 这种表示法的专家系统成为基于规则的专家系统。 其基本形式为： IF 条件 THEN 动作
例
(R1 (IF (加压)(降温))(THEN(气体变液体))
知识表示
一组产生式规则可以用一颗（或多棵）“与/或树” 来形象地表示。
推理机制
知识表示 谓词
刻画个体的性质或几个个体间关系的模式。一般 地，包含n个个体变元的谓词叫n元谓词。 如P（x1,x2,…,xn)是n元谓词。 定义谓词 P(x):x是质数，则P（3）？ Q(x):x是哺乳动物，则Q(老虎）？ R(x,y,z):x+y=z，则R（2,3,5)？
知识表示
进一步，可以用逻辑连接词∧(合取）、∨（析 取）、﹁（非）、→（蕴含）等把一些简单命题 组合成复杂命题来表示复杂的知识和事实。 “雨过地面湿” A(x):x下雨,B(x):x湿，表示为： A(天)→B(湿) “如果李世民是文成公主的父亲，而李治是李世 民的儿子，则文成公主和李治是兄妹” A(x,y):x是y的父亲,B(x,y):x是y的儿子， C(x,y):x与y是兄妹，表示为: (A(李世民,文成公主)∧B(李治,李世民)) →C(文成公主,李治)
专家系统的发展
特点： 特点： （1）单学科专业型专家系统。 ）单学科专业型专家系统。 （2）系统结构完整，功能较全面，移植性好。 ）系统结构完整，功能较全面，移植性好。 （3）具有推理解释功能，透明性好。 ）具有推理解释功能，透明性好。 （4）采用启发式推理、不精确推理。 ）采用启发式推理、不精确推理。 （5）用产生式规则、框架、语义网络表达知识。 ）用产生式规则、框架、语义网络表达知识。 （6）用限定性英语进行人－机交互。 ）用限定性英语进行人－机交互。
引言 开展专家系统研究的意义
1）为人工智能理论和技术提供实验场所 2）帮助专家总结知识，提高工作效率
引言 焊接过程采用专家系统的益处
1）降低焊接成本 2）为焊接专家提供技术支持 3）信息存入数据库，易于访问 4）对结论作出解释，界面友好 5）结论基于多个专家知识，更具权威性 6）知识库易于更新 7）推动领域知识的讨论、理解与固化
专家系统的发展
历史回顾 孕育(1965年以前）
1956年，定理证明，西洋棋程序。 1956年，定理证明，西洋棋程序。 1960年，J.McCarthy研制的表处理语言LISP（ 1960年，J.McCarthy研制的表处理语言LISP（List Processing Language），可以方便地进行符号处理， Language），可以方便地进行符号处理， 使计算机模拟人类思维的符号处理变为现实。
1) 知识的深层表示方法的研究。 2）新的推理机制的研究与应用。 3）知识获取与机器学习的深入研究。 4）数据库技术与专家系统的结合。 5）各种类型专家系统开发工具的研制。 6）分布式专家系统的研究。 7）神经元网络技术与专家系统的结合。 8）先进的智能人机接口研究。 9）与设备控制有关的内嵌式专家系统软件开发。
专家系统基本原理 专家系统特征
具有专家水平的专门知识 符号推理 一般问题的求解能力 复杂度与难度 具有解释功能 具备获取知识的能力 知识和推理机构相互独立
专家系统基本原理 一般应用程序与专家系统的区别
（1）编程思想： 编程思想： 数据结构+算法 传统程序 = 数据结构 算法 知识+推理 专家系统 = 知识 推理 2）传统程序：关于问题求解的知识隐含于程序中。 （2）传统程序：关于问题求解的知识隐含于程序中。 专家系统：知识单独组成知识库，与推理机分离。 专家系统：知识单独组成知识库，与推理机分离。 （3）处理对象 ）处理对象： 传统程序：数值计算和数据处理。 传统程序：数值计算和数据处理。 专家系统：符号处理。 专家系统：符号处理。
专家系统是人工智能应用最为成熟的一个领域， 与模式识别、智能机器人并列为人工智能技术中最 为活跃的三个领域。 专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知 识与经验的智能计算机程序系统，能够利用人类专 识与经验的智能计算机程序系统，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。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。
目前，世界上使用最广泛的人工智能语言有两种： LISP和PROLOG。LISP语言的表达处理功能特别 强，而PROLOG语言则强调谓词逻辑。
专家系统的开发 LISP语言
LISP语言是John McCarthy等人在1958年设 计的一种程序设计语言。
专家系统的开发 LISP语言的特点
函数式程序语言 函数和数据具有统一表达式——S-表达式 每个函数都有一个值 递归控制结构
知识获取与机器学习 知识获取的模式
非自动知识获取、自动知识获取、半自动知识获取。 非自动知识获取、自动知识获取、半自动知识获取。
专家系统的开发 专家系统开发策略
计算机软件的开发策略（开发模型）：瀑布型、 计算机软件的开发策略（开发模型）： ）： 速成原型模型、增量式模型、螺旋式模型
专家系统的开发 开发专家系统需注意的问题 开发之前： 开发之前：
推理机制 单调推理
建立在谓词逻辑上的推理所得结果是单调的，它 的意思是说，由推理而得为真的命题数目随着推 理时间而严格增加。
推理机制 非单调推理
当已知信息不完全时，系统给出某结论，而当增 加某些新的事实时，能够取消以前得出的结论。
知识获取与机器学习 知识获取的过程： 知识获取的过程：
抽取知识、知识的转换、知识的输入、 抽取知识、知识的转换、知识的输入、知识的检测 。
专家系统的开发 2. 什么情况下开发专家系统是合理的？ 什么情况下开发专家系统是合理的？
（1）具有较高的经济效益。 （2）人类专家奇缺，但在许多地方又十分需要。 （3）人类专家经验不断丢失。 （4）危险场合需要专业知识 。
专家系统的开发 3. 什么情况下开发专家系统是合适的？ 什么情况下开发专家系统是合适的？
什么情况下开发专家系统是可能的？ 什么情况下开发专家系统是可能的？ 什么情况下开发专家系统是合理的？ 什么情况下开发专家系统是合理的？ 什么情况下开发专家系统是合适的？ 什么情况下开发专家系统是合适的？
专家系统的开发 1. 什么情况下开发专家系统是可能的？ 什么情况下开发专家系统是可能的？
（1）主要依靠经验性知识，不需运用大量常识性 主要依靠经验性知识， 知识就可解决的任务。 知识就可解决的任务。 （2）存在真正的领域专家。 存在真正的领域专家。 （3）有明确的开发目标，且任务不太难实现。 有明确的开发目标，且任务不太难实现。
专家系统基本原理 专家系统结构
知识表示 数据 客观事物的属性、数量、位置及相互关 系的抽象表示。 信息 数据所表示的含义。 知识 经过整理、加工、解释和转换的信息。
知识表示
知识表示 谓词逻辑表示法
谓词逻辑表示法是指各种基于逻辑的知识表示法。 逻辑系统是研究从已知为真的事实出发根据一个 公理系统和若干条推理规则推导新的事实的学科。 陈述性知识 • 3是质数 • 老虎是哺乳动物 • 2+3=5
（1）本质：问题能通过符号操作和符号结构进行 求解，且需使用启发式知识、经验规则才能得 到答案。 （2）复杂性。 （3）范围：所选任务的大小可驾驭、 任务有实 用价值。
专家系统的开发 开发过程中： 开发过程中：
• 用户需求 • 系统功能定位 • 领域知识评估 • 知识获取方法 • 相关的信息系统环境 • 开发工具的选择
专家系统的发展 我国研制开发的专家系统：
施肥专家系统（中国科学院合肥智能机械研究所） 新构造找水专家系统（南京大学） 勘探专家系统及油气资源评价专家系统（吉林大学） 服装剪裁专家系统及花布图案设计专家系统（浙江大学） 关幼波肝病诊断专家系统（北京中医学院）