基于Java的故障诊断专家系统的构建及实现ConstructionandImplementationofaExpertSystemofFaultDiagnoseBasedonJava(南京工业大学)原成泽袁亚兵顾海明YUANCHENGZEYUANYABINGGUHAIMING摘要:rti于旋转机械的复杂性，故障诊断对丁•技术人员经验的依赖很人。而故障诊断专家系统可以将这一复杂的工作变得更冇成效，成为保障旋转机械设备止常运行和安全生产的冇力工具Z-o本文对一种转了故障诊断专家系统的知识系统和推理机作了介绍，并介绍了系统基于Java的实现。程序的应用情况表明系统貝有较好的适应性。关键词:故障诊断;专家系统;转了故障;Jam中图分类号:TP182文献标识码:AAbstract:Faultdiagnosedependsontheexperienceoftechniciangreatlybecauseofthecomplexityofrotarymachinery.WhiletheExpertSystemofFaultDiagnoseisabletomakethiscomplextaskmoreeffective,soithasbeenregardedtobeoneofthepowerfulmeasuretoensuretheequipmentworkingefficientlyandsafely.ThispaperintroducestheKnowledgeSystemandReasoningMachineofaExpertSystemofFaultDiagnoseforrotor.alsointroducesitsimplementationbasedonJava.TheapplicationoftheprogramshowsthattheExpertSystemhasextensiveadaptability.Keywords:faultdiagnose,expertsystem,rotorfaultjava文章编号：1008-0570(2007)02-1-0194-031引言在石汕、化工、电力、冶金等行业广泛使用的旋转机械，在高速、高负荷、连续化的生产条件下，故障率非常高，尤其是机器的转子系统，一旦发生事故，对人员的伤害或对生产所造成的损失将「分严垂。因此对转了进行准确、及时的故障监测和诊断非常重要。由于机器设备本身的复杂性，故障诊断对于人的依赖程度比较人。而专家系统可以将故障诊断这一复杂的工作变得更冇成效，成为保障旋转机械设备正常运行和安全生产的有力工具开展转子故障诊断◎家研究具有重耍的学术和经济意义。2开发模式专家系统的开发工具主要有以下儿类：①面向人工智能的通用程序设计语言，如lisp、prolog等。②通用知识表示语言，如OPS・5、KPL-UNITS等。③专家系统外壳，如EMYC1N、KAS和EXPERT等。④通用计算机程序语言及开发坏境，如VC++,Delphi,JBuilderX等。比较而言，使用面向人工猶能的通用程序设计语言可以人大减轻开发的难度，便于设计通用的专家系统；但是和使用通用知识表示语言以及专家系统外壳相类似，当推理方法等有较大改进时，这种开发丄具不利于系统维护。选择通用计算机程序语言作为开发工具则具有较人的灵活性，能够较好的适M胜任系统维护和升级的工作。其'lUava语言以其跨平台等特点，得到了越来越广泛的应用。目前采用Java语言开发的专家系统，人多是采用J2EE架构的Web服务程序，结合J2EE架构提供的多层分布式应用模型、组件重用策略、一致化的安全模型以及灵活的事务控制等特性，依靠网络环境，可以方便的实现专家系统的远程诊断等功能，系统的维护也比较方便。但从应用看,J2EE架构的程序对专家系统的使用造成了一定障碍。实际应用中，往往要血对网络环境不完善，软硬件配置不同的坏境，要在这样的坏境卜-构建一个有一定适应性的故障诊断专家系统，选择Java语言，基于J2SE架构进行编程，是比较合适的解决方案。本文介绍的针对旋转机械转子的故障诊断专家系统即是采用这种模式。3系统架构及Java实现3.1知识系统及推理机制目前针对转子的诊断专家系统对于故障信号的注意力大都集中在振动信号上边，其中主要以振动频率为主，但往往忽略了其余信息，如转速、压力、轴心运动等。为了较好的明确故障因果关系和制定推理规则，加强系统知识的完备性以缓解专家系统的脆弱性，根据目前的研究成果，按照征兆对结果的影响程度，系统选择以下振动特征作为主要征兆参数:时域波形、特征频率、常伴频率、振动稳定性、振动方向、相位特征、轴心轨迹、进动方向、矢最区域；同时考虑振动信号随着几个敏感参数的变化情况，包括:转速、油温、介质温度、压力、流量、负荷。考虑对现有知识的借鉴、积累和推理诊断的准确性等因素，系统采用基丁•规则的模糊推理机制。基于规则的推理机制能够直观的反映故障和征兆Z间的关系，适...