基于BP神经网络的某型装备故障诊断专家系统.pdf

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1、．信息技术·公丕平，等·基于BP神经网络的某型装备故障诊断专家系统基于BP神经网络的某型装备故障诊断专家系统公丕平，杨小强，崔中清，潘轶(1．解放军理工大学，江苏南京210007；2．94968部队，江苏南京211100)摘要：为提高现代工程装备在复杂现场环境下的维修保障能力，提出了基于神经网络的专家系统故障诊断方法。进行了该装备各个组成系统的故障模式与故障元件分析，研究了专家系统知识库的建立步骤并完成了故障诊断专家系统的知识库构建，并设计了基于神经网络推理技术的专家系统正向推理机制。研究成果在工程兵部队进行了应用，有效地提高了部队的装备故障维护与保障能力关

2、键词：专家系统；BP神经网络；推理机；故障诊断中图分类号：TH165．3文献标志码：B文章编号：1671—5276(2012)05-0125-02FaultDiagnosisExpertSystemofCertainTypeEquipmentBasedonNeuralNetworkGONGPei—ping，YANGXiao—qiang，CUIZhong—qing，PANYi(1．PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing21007，China；2．94968Troop，Nanjing211100，China)Abs

3、tract：Inordertoimprovethemaintenanceandsupportingcapabilityofmodernengineeringequipmentundercomplicatedfieldcircumstance，thefaultdiagnosisexpertsystembasedonneuralnetworkisproposedinthiswork．Theconstructionstepoftheexperts’systemdatabaseisaddressed．Meanwhile，thedatabaseoftheexperts

4、ystemisbuilt．Theforwardreasoningmechanismonthebasisofneuralnetworkisaccomplishedtoo．Theworkisappliedinengineeringcorpsandsubsequentlyimprovesthefaultmaintenanceandsupportcapabilityofthemilitarytroops．Keywords：expertsystem；BPneuralnetwork；inferenceengine；faultdiagnosis现有的智能诊断系统都基于计算

5、机系统或计算机网输出模式络，而某型工程装备实际作业在野外进行，上述条件很难Yly2y3Y4yN具备，这将导致现有诊断技术不能实际应用到其故障诊断中。如何在野外条件下，对存在故障的装备进行快速检测输出层和维修是目前部队装备应用中亟需解决的问题。为此，应用数据采集、信号处理、专家系统等技术，研制了某型工程隐含层装备故障诊断专家系统，该系统通过相应的数据采集系统输入层硬软件以及与专家和现场检测人员的信息交互，确定故障形式和故障部位，诊断出发生故障的零部件或元器件，给出故障的解决方案。13L输入模式1BP神经网络模型2基于神经网络的专家诊断系统知在故障诊断领域中用得

6、最多也最有成效的是前向多识库的构建层神经网络。由于该网络在学习(训练)过程中采用了(back—proFIagation，BP)算法，故该网络又称为BP网络。2．1故障结构分析标准的BP网络由三层神经元组成，其结构如图1所示。图2是某型装备故障征兆一原因结构图，在该装备故最下面为输入层，中间为隐含层，最上面为输出层。网络障诊断中，系统共有8个输出、12个输入。在这种情况中相邻层采取全互连方式连接，同层各神经元之间没有任下．如果试图通过一个简单的三层神经网络来构造一个故何连接．输出层与输入层之间也没有直接的联系。为方便障诊断专家系统．将出现两大弊端：下文的讨论，

7、在此假设输入层、隐含层及输出层神经元的1)由于连接权数目很多(取隐含层神经元数目为12个数分别为，，Ⅳ。个，那么，连接权数目(包括阀值)将达到260)，学习样本的组合也将很大。2)更为糟糕的是，这个神经网络不能反映诊断对象作者简介：公丕平(1985一)，男，山东临沂人，硕士研究生，研究方向为机电一体化及故障诊断。MachineBuilding8Automation，Ju．2012，41(5)：125～126，41·125··信息技术·公丕平，等·基于BP神经网络的某型装备故障诊断专家系统的结构知识。对于一个复杂的诊断对象，往往可以划分成表1供油系统子网络训练

8、样本几大块。如不加考虑地将诊断系统建立在一个简单的B