39闫斌论文.docx

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1、山西农业高校毕业论文农用柴油机常见故障诊断系统的探讨与开发作者：刘建理指导老师：贾利恒专业：计算机应用技术学院：计算机科学与技术学院中国山西太谷2006年09月摘要11弓I言21.1 探讨本课题的目的和意义21.2 本课题国内外探讨现状21.3 探讨内容及探讨方法32故障诊断专家系统分析及开发简介32.1 农用柴油机故障类型42.2 专业领域学问库的生成及学问表示42.3 开发工具简介43故障诊断专家系统的基本原理73.1 发动机故障形成缘由73.2 发动机故障诊断方法73.3 故障诊断的故障树依据原理83.3.1 数据结构基本原理及基本概念83.3.2 树状结构介绍93.3.3 发动机故障树

2、与树状数据结构103.3.4 二叉树及其操作103.3.5 森林与二叉树的转换133.3.6 故障森林与故障二叉树的转换143.4 故障诊断的学问表示143.5 故障诊断推理机制基本思想153.6 诊断流程154基于VFP的诊断型专家系统的实现154.1 概述154.2 系统功能简介154.3 系统主要实现的模块功能151.1.1 项目的建立151.1.2 学问库的建立步骤16433故障诊断推理模块164.3.4 图片资料的利用184.3.5 学问库修改完善184.3.6 学问库阅读、打印模块194.4总结19系统数据库的建立194.4.2系统特点195结论与建议205.1 结论205.2 建

3、议21农用柴油机常见故障诊断系统的探讨与开发摘要柴油机在农机作业中起着举足轻重的作用，它工作质量的好坏将干脆影响到农机工作的状况，而柴油机在工作中难免发生很多故障，须要操作人员和修理人员实时诊断解除。但有些故障引起的缘由很多，要想精确推断须要较多的学问，因此开发发动机故障诊断系统有肯定的好用价值和意义。本系统从好用角度动身，针对农用柴油机的发动机进行故障诊断专家系统的开发探讨。依据发动机故障的困难性，依据计算机数据结构原理，采纳故障树的数据结构和关系数据库原理完成学问表示，建立了较完善的学问库，实现了确定性故障诊断所需的学问库和推理机。利用MiCroSOftViSUaIFoXPrO编程工具，设

4、计并组建了农用柴油发动机故障诊断专家系统，缓解了故障诊断专家供不应求的冲突，提高了农用柴油机的常见故障诊断的效率和精确率。系统主要实现的功能包括：发动机确定性故障诊断功能，故障模糊查询功能，用户诊断数据库阅读、打印功能，学问库维护修改和可扩充功能，并配有发动机结构图，便于用户学习驾驭。关键词：柴油机，故障诊断，专家系统，学问库，故障树1引言.探讨本课题的目的和意义发动机作为拖拉机的心脏,是机车行驶的动力来源。由于它的结构困难、零件多、工作条件恶劣，因此在运行中故障最多且难解除。利用计算机对农用柴油机进行故障诊断既快速又精确，因此开发农用故障诊断专家系统是特别必要的。近年来，中小型拖拉机在农村的

5、发展较快，但运用操作人员科技文化素养总体低下，大都没有经过系统的理论学习和实践技能培训。调查结果表明，操作人员中初、中学文化的仅占47.5%,小学文化占34.3%,还有18.2%属于文盲和半文盲，真正参与过农机培训的操作人员和农机修理人员不足5%。由于他们对机械结构、原理和性能没真正了解，对故障的推断处理实力差，平常根本谈不上什么维护保养，更不用说是机械修理。农忙时间机具因出故障得不到刚好解除而延误农时的现象特别严峻。更有不少的机手在拖拉机出现冒黑烟、烧机油和难起动等故障时也不刚好检修，甚至挂挡打齿，前轮摇摆，制动跑偏等危及行车平安的故障出现时仍凑合运用，心存侥幸，带病作业。中小型农机仅能维持

6、在“能用”、“能跑”的水平，根本谈不上效益和作业质量，大大缩短了机具的运用寿命,甚至引发机械和人身故障。因此，快速、高质量地确定故障缘由和部位对复原拖拉机性能是特别必要的。发动机诊断技术能以最小的劳动消耗，快速、精确、牢靠、客观地评价发动机及其技术状况，因此，开发“农用柴油机常见故障诊断系统”具有特别重要的意义。故障诊断专家系统是一种不解体诊断过程，它将柴油机修理领域专家的学问及大量实际修理阅历进行汇总和提炼，能模拟柴油机修理专家来进行诊断的计算机灵能系统。计算机依据用户供应的故障线索及存储在计算机内部的学问库，来引导用户逐步进行深化诊断，最终确定发动机故障的部位，并提出修理建议，并不断修改和

7、完善学问库，从而达到修理专家的水平。开发农用柴油机常见故障诊断专家系统的目的是，从好用角度动身，为一般用户进行常见故障诊断专家系统的开发，以满意广阔一般用户的需求。1.2 本课题国内外探讨现状发动机故障诊断系统的发展是随着发动机工业和设备诊断技术的发展而同步前进的。20世纪80年头，出现了第一代发动机故障诊断系统OBD-I(OnBOardDiagnosis)o1982年，意大利米兰发动机工业高校首先胜利研制了发动机电系故障诊断系统，该系统采纳反向推理，学问库由100多种规则组成，主要来自修理工人的阅历和修理手册，此系统的实际目的是为了教学。日本丰田中心探讨所开发了发动机故障诊断专家系统ATER

8、X,它依据司机日常留意到现象，推断引起发动机故障的缘由及修理方法，该系统是一个产生式系统，学问结构中约120条规则，采纳正向推理，把可能的故障缘由全部输出。国内在基于学问的发动机故障诊断系统方面的探讨较晚。1988年天津工程学院的PC机上用DBASE语言开发，以TURBE-PRo1.oG语言改写的发动机故障诊断专家系统，该系统以老解放汽油车为主要探讨对象。南京高校的1998年开发的发动机故障修理专家系统的基础ABDES,运用基于CASE的推理模式,采纳可视化编程手段，供应了一个可视化的学问获得工具，可以完成基本的发动机故障诊断。这些系统普遍存在的问题是好用性差，学问库不完善，推理效率低。目前，

9、国内外对农用柴油机故障诊断系统的探讨还较少，特殊是对中小型拖拉机的故障诊断的探讨更加缺少。本课题的探讨可填充此空白，对广阔农机用户有较强的好用价值。1.3 探讨内容及探讨方法鉴于以上现状，笔者确定在这方面作些尝试。依据柴油发动机的常见故障，应用人工智能专家系统原理和面对对象的设计方法，建立学问库和相应学问表达推理机制，利用编程工具一一面对对象的可视化编程软件MiCrOSoftVisualFoxPro29,设计并组建拖拉机发动机的常见故障诊断专家系统，实现的功能包括:发动机故障诊断功能；故障模糊查询功能；用户诊断数据库阅读、打印、保存功能；学问库维护修改和可扩充的功能。另配有大量的发动机构造图和

10、修理图片，以便用户学习驾驭30。以缓解故障诊断专家供不应求的冲突，提高发动机常见故障诊断的效率和精确率。探讨方法分以下几步：收集整理发动机故障现象及解除方法；针对发动机的故障，依据计算机数据结构原理，采纳故障树的数据结构和关系数据库原理完成学问表示，建立了学问库，实现了故障诊断所需的学问库和推理机，构建发动机故障诊断系统的诊断流程；在此基础上利用编程工具MiCrOSOftVisualFoxPro,分别设计各种工作界面，实现上述功能；最终对软件反复进行测试，以进一步完善软件的功能。2故障诊断专家系统分析及开发简介2.1 农用柴油机故障类型经过分析，我们把专业领域的专家学问即发动机常见故障归纳为十

11、大类12：发动机起动困难或无法启动；功率不足；排气不正常；柴油机运转不稳；柴油机运转中有不正常响声；柴油机过热；柴油机突然自行熄火;飞车；窜烧机油；机油压力不足。2.2 专业领域学问库的生成及学问表示用合适的形式表示领域专家的学问是构造学问库的重要环节。近年来，面对对象的编程技术得到了快速发展，在此基础上发展起来的面对对象的学问表示方法为解决专家系统中的学问获得、学问表示、学问库的组织、学问推理等方面供应了特别有效的途径。为此，学问库的建立重点采纳了面对对象的程序设计语言。针对发动机的故障，依据计算机数据结构原理，采纳故障树的数据结构和关系数据库原理完成学问表示，建立了学问库，实现了故障诊断所

12、需的学问库和推理机。口用面对对象程序设计语言MicrosoftVisualFoxPro(简称VFP)开发工具开发了发动机故障诊断专家系统。该系统主要实现的功能包括：发动机故障诊断功能，故障模糊查询功能，用户诊断数据库阅读、打印、保存功能，学问库维护修改和可扩充的功能，另配有大量的发动机构造图和修理图片，便于用户学习驾驭。2.3 开发工具简介本系统采纳VFP开发工具及结构化查询语言(SQ1.),其简介如下5,4：VisualFoxPro是目前微机上优秀的数据库管理系统之一，被人们誉为“大众数据库:正如其名称中冠之的ViSUal一样，它采纳了可视化的面对对象的程序设计方法，VFP采纳的是关系数据库

13、模型，数据库系统以其开发成本低、简洁易学、便利用户等优点得到快速推广。关系型数据库运用的标准语言是结构化查询语言(StrUCtUredQuery1.anguage,SQ1.),它是操纵和管理数据库的系统软件。ViSUaIFOXPrO属于一种关系型数据库管理系统，是以肯定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联的数据的集合。具有最小的冗余度，具有数据独立性、实现数据共享、平安牢靠、保密性能好等特点。关系数据库基本概念：(1)关系模式:ViSUaIFoXPrO中，一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。在ViSUalFoXPrO中，一个关系存储为一个文件,文件扩展名为.dbf,称为表。对关

14、系的描述称为关系模式，一个关系模式对应一个关系结构，其格式为：关系名（属性名1,属性名2,，属性名N）在ViSUalFoxPro表示为表结构：表名（字段名1,字段名2,，字段名N）（2）元组:在一个二维表（一个具体关系）中，水平方向的行称为元组，每一行是一个元组。元组对应存储文件中的一个具体记录。例如，职工表和工资表两个关系各包括多条记录（或多个元组）。（3）属性:二维表中垂直方向的列称为属性，每一列有一个属性名，与前而讲的实体属性相同，在ViSUalFoXPr。中表示为字段名。每个字段的数据类型、宽度等在创建表的结构时规定。例如，职工表中的职工号、姓名、性别等字段名及其相应的数据类型、宽度等

15、。（4）域:属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的取值所限定的范围。例如，姓名的取值范围是文字字符；性别只能从“男”/“女”两个汉字中取一；逻辑型属性婚否只能从逻辑“真”和逻辑“假”两个值中取值。（5）关键字:属性或属性的组合，其值能够唯一的标识一个元组。在VisualFoXPr。中表示为字段或字段的组合，职工表中的职工号可以作为标识一条记录的关键字。由于具有某一-职称的可能不止一个人，职称字段就不能作为起唯一标识作用的关键字。在ViSUalFoXPr。中，主关键字或候选关键字就起唯一标识一个元组的作用。（6）外部关键字:假如表中的一个字段不是本表的主关键字或候选关键字，而是另外一个表的主关键字或候选关键字，这个字段（属性）就称为外部关键字。在VisualFoxPro中，把相互之间存在联系的表放在一个数据库中统一管理。数据库文件的类型为.dbc例如，在职工管理数据库中可以加入职工表/工资表。在图书管理数据库中可以加入读者表/图书表/借阅表。结构化查询语言（StnICtUredQuery1.anguage）SQ1.是基于关系模型的数据库查询语言，它是一种非过程化的程序语言，也就是说，没有必要写出将如何做某事情，只需写出做到什么就可以了。写出的语句可看作是一个问题，称为“查询”（QUery）,针对这个查询，得到