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多知识库融合的故障诊断研究 学生：李晓栋 导师：于达仁 专业：动力机械及工程 2006年3月28日 目前已完成的研究工作及结果 现有专家系统的分析研究 现有知识库的多个约简方法研究 多个知识库的选择与融合策略的研究 现有专家系统的分析研究 专家系统的问题分析 振动信息中包含的信息有限，不能完全反映故障的状态。在专家系统的自动诊断过程中，仅利用了振动信息，诊断结果普遍存在置信度不高的问题。这虽然可能是因为故障的严重程度一般不高，但也说明推理中使用的信息不足，不足以做出高精度的诊断。 故障和振动特征之间的关系不是一一对应，而是相互交叉、错综复杂。由于这个原因，仅用振动信息进行故障诊断，结果往往包含多个故障类别。这样得到的结果缺乏足够的指导意义，需要进一步精确地定位故障。 现有专家系统的分析研究 专家系统的问题分析 目前的专家系统在诊断的过程中，采用的是平面式的诊断结构。它执行了一种简单的匹配过程，即如果满足诊断规则的前件，则输出诊断的结果。如果同类故障存在多个诊断结果，则输出可信度最大的那一条，其余的诊断结果以及相关的信息都被舍弃了。这种方式的弊端在于无法在相关的信息中形成有效的互补。 现有专家系统的分析研究 对策研究 可以考虑对现有专家系统的平板式知识库进行改造，将其中的规则进行分类和约简，构建出多个不同的诊断知识库。这些知识库在实际应用的过程中，既可以单独针对故障进行针对性诊断，又可以将多个知识库联合起来完成诊断的工作，以达到充分利用诊断信息，提高诊断精度的目的。 现有知识库的多个约简方法研究 基于粗糙集理论的属性约简方法为构建多个知识库提供了一些思路。通过属性约简方法去除冗余信息，形成多个不同的约简，并在此基础上构建不同的故障诊断知识库，信息将得到更充分的利用。 目前已经研究完了两种不同的基于粗糙集的约简方法，分别是基于差别矩阵的方法和基于信息熵的方法。 现有知识库的多个约简方法研究 多个知识库的选择与融合策略的研究 如上构建出了多个知识库之后，需要针对不同类型的故障选取不同的知识库完成诊断的工作。目前采用的选择方法有：顺序选择知识库、随机选取知识库、按照诊断精度正序、逆序选择知识库。而采用的融合方法目前则是绝大多数投票法。 利用UCI的几组标准数据集SONAR，WDBC，WINE，IONOSPHERE，DERM，得到了如下的实验结果。 多个知识库的选择与融合策略的研究 多个知识库的选择与融合策略的研究 后期拟完成的工作及进度安排 后期要完成的研究工作 多个知识库构建算法的研究，以形成多个知识库约简。 利用规则库中提取出来的多个约简进行知识库的训练工作。 利用实际振动数据进行实验仿真。 后期拟完成的工作及进度安排 进度安排 2006年3月29日—2006年4月15日 多个知识库的约简算法研究 2006年4月16日—2006年5月10日 知识库的训练和测试研究。 2006年5月11日—2006年5月31日 实际仿真工作的进行 2006年6月1日—2006年6月20日 论文撰写 2006年6月21日—2006年7月初 论文修改、装订、准备答辩 存在的困难与问题 自己生成约简算法虽然有一定的思路，但是在实现上可能存在一些问题； 对目前专家系统的整体思想还是理解不够，需要深入思考； 实际数据不够充分，需要想办法获取可靠的实验数据。 如期完成全部论文工作的可能性 按照目前的工作进展，应该可以按期完成论文工作。 * * 0.7 ((S028,V01)(S028,V02),1.0) R08 0.7 ((S090,V01),1.0) R07 0.75 ((S087,V01)|(S088,V01)|(S089,V01),1.0) R05 0.7 ((S081,V01)|(S082,V01)|(S083,V01),1.0) R04 0.75 ((S060,V01)|(S062,V01)|(S064,V01),1.0) R02 0.7 ((S048,V01)|(S050,V01)|(S052,V01),1.0) R01 置信度 规则形式 规则号 已经采用ROSETTA软件对于专家系统的规则库进行了约简的实验工作。 3 1 … 1 … ？ 2 4 … 3 … ？ 1 3 ？ ？ ？ 1 故障类型 90 … 54 … 48 * * *