【正文】 00030700怠速高0000000000怠速低0000000000怠速不平穩(wěn)30400400702050060表7 故障現(xiàn)象嚴(yán)重程度評(píng)分表評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一等二等三等四等五等六等分?jǐn)?shù)1086431 知識(shí)的規(guī)范化以“規(guī)范化形式”進(jìn)行知識(shí)獲取便于把淺層知識(shí)和深層知識(shí)結(jié)合起來(lái)，可以直接輸入計(jì)算機(jī)，加快了知識(shí)獲取?！爸R(shí)規(guī)范化”是總結(jié)診斷經(jīng)驗(yàn)而得出的一種概念模型，便于對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理。同時(shí)知識(shí)的規(guī)范化對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的維護(hù)的功能有著重要的作用。在知識(shí)表示和組織中，最上層的對(duì)象是發(fā)動(dòng)機(jī)本身，其下層是發(fā)動(dòng)機(jī)的各系統(tǒng)，再下層是具體部件。電控發(fā)動(dòng)機(jī)除具有一般機(jī)械裝置外，其電控系統(tǒng)包括燃油噴射控制系統(tǒng)、點(diǎn)火控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、及排放控制系統(tǒng)等，主要由傳感器、ECU、執(zhí)行器和基本電路組成。為了知識(shí)表示方便、合理，可以將具體故障分為五類(lèi)系統(tǒng)級(jí)別故障，包括油路故障、進(jìn)氣系統(tǒng)故障、點(diǎn)火系統(tǒng)故障、怠速系統(tǒng)故障、氣缸故障。在每一個(gè)系統(tǒng)級(jí)別故障中又包括若干部件故障。具體領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)可以抽象為典型故障癥狀、系統(tǒng)級(jí)別故障、部件故障三個(gè)層次。這種知識(shí)表示方法有利于實(shí)現(xiàn)正反向混合推理。另外，檢修建議也分為系統(tǒng)級(jí)別檢修建議和部件級(jí)別檢修建議被規(guī)范化地錄入知識(shí)庫(kù)。 模糊推理策略專(zhuān)家系統(tǒng)推理機(jī)是在一定的控制策略下，根據(jù)上下各種癥狀信息進(jìn)行推理的策略，同診斷知識(shí)的表示有密切聯(lián)系。由于汽車(chē)故障診斷知識(shí)采用不確定型的模糊矩陣進(jìn)行表示，而采用單一反向推理策略比較簡(jiǎn)便易行，但是推理結(jié)果往往并不理想，給確診帶來(lái)一定的難度。而且其推理過(guò)程不符合診斷專(zhuān)家思維習(xí)慣，具有比較大的盲目性和風(fēng)險(xiǎn)性。為了解決單一反向推理策略的不足，進(jìn)而采用了符合常規(guī)診斷思路的正反向混合模糊推理策略。正反向混合推理示意圖如圖9所示。首先觀察故障的癥狀，依據(jù)癥狀和最易獲得的故障信息先反向循因推理，由典型癥狀推理找發(fā)出可能存在的故障愿因，對(duì)所有可能故障原因進(jìn)行按系統(tǒng)分類(lèi)，得出系統(tǒng)級(jí)別的故障集，并計(jì)算出故障集中每一系統(tǒng)故障發(fā)生的可能性大小。然后對(duì)可信度最大的系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)確認(rèn)系統(tǒng)故障，確認(rèn)系統(tǒng)故障后再依據(jù)模糊診斷的原則，進(jìn)行反向推理，對(duì)可疑元件進(jìn)行檢測(cè)確診。先得出系統(tǒng)級(jí)別故障集并進(jìn)行檢修有利于從系統(tǒng)的高度先排除掉大部分可能故障原因，縮小可疑故障原因范圍，實(shí)現(xiàn)快速確診。推理流程如圖10所示[22]。征兆集系統(tǒng)級(jí)別診斷集按系統(tǒng)分類(lèi)故障原因集反向推理正向推理 反向推理圖9 正反向混合推理示意圖在對(duì)系統(tǒng)及部件故障進(jìn)行推理時(shí)都要考慮可信度的閥限。若計(jì)算值大于閥限就初步診斷有此故障，形成初診故障集。若初診故障集中僅此一項(xiàng)，那么就可以認(rèn)定該故障為診斷結(jié)論或中間結(jié)論；若有多種故障存在，則需進(jìn)一步詢問(wèn)，以便確診；若初診故障集為空，則可適當(dāng)降低閥值使之不空，或?qū)尚哦戎递^大的故障進(jìn)行進(jìn)一步的詢問(wèn)、檢查，得出初診集或診斷結(jié)果后，可查看故障原因、維修建議以便協(xié)助診斷。推理過(guò)程中可信度的確定和故障集檢修次序要充分考慮電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷排除的基本原則:先外后內(nèi)、先簡(jiǎn)后繁、先熟后生、代碼優(yōu)先等原則。反向推理是否是正向推理反向推理系統(tǒng)故障診斷完了嗎否否是能確診該部件發(fā)生故障了嗎直接診斷可能的故障原因顯示結(jié)論及解釋信息是否是此系統(tǒng)故障檢查一下系統(tǒng)檢查該系統(tǒng)最可能發(fā)生故障的部件用戶選擇發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型型用戶選擇征兆集及征兆發(fā)生程度，A按征兆查找故障原因集及對(duì)應(yīng)的可信度計(jì)算CFA將故障原因按系統(tǒng)分類(lèi)并計(jì)算系統(tǒng)發(fā)生故障的可信度指導(dǎo)用戶檢查可能發(fā)生故障系統(tǒng)圖10 正反向混合推理診斷流程圖 混合模糊推理診斷的實(shí)例現(xiàn)以?shī)W迪A6轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的癥狀，按混合推理策略診斷故障原因過(guò)程如表表表10所示。 表8 選擇故障征兆表所選征兆發(fā)生程度評(píng)分A發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)嚴(yán)重1表9 “發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難”對(duì)應(yīng)故障原因表故障原因編號(hào)故障原因可信度所屬系統(tǒng)1燃油系統(tǒng)滲漏油路故障2進(jìn)氣歧管泄漏進(jìn)氣系統(tǒng)故障3燃油壓力調(diào)節(jié)器故障油路故障4噴油器阻塞油路故障5火花塞松動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)故障6高壓線連接故障點(diǎn)火系統(tǒng)故障7點(diǎn)火正時(shí)不正確點(diǎn)火系統(tǒng)故障8節(jié)氣門(mén)電位計(jì)故障進(jìn)氣系統(tǒng)故障表10 按所屬系統(tǒng)計(jì)算可信度表系統(tǒng)編號(hào)系統(tǒng)可信度1油路故障(++)/3=2進(jìn)氣系統(tǒng)故障(+)/2=3點(diǎn)火系統(tǒng)故障(++)/3=推理的原則是先對(duì)系統(tǒng)的可信度大的系統(tǒng)按檢修建議進(jìn)行檢查，若該系統(tǒng)確實(shí)有故障，則可以進(jìn)一步對(duì)該系統(tǒng)中的可疑部件按專(zhuān)家系統(tǒng)提供的部件檢修建議進(jìn)行檢修，檢修順序依然按照可信度大小順序進(jìn)行，直到最終找到故障原因。若該系統(tǒng)無(wú)故障，則檢修下一個(gè)可疑系統(tǒng)直到確診。本例中經(jīng)過(guò)推理可知，進(jìn)氣系統(tǒng)發(fā)生故障的可信度最大，應(yīng)該優(yōu)先按系統(tǒng)提供的檢修建議檢查進(jìn)氣系統(tǒng)。其中進(jìn)氣系統(tǒng)中，進(jìn)氣歧管泄漏的可信度最大應(yīng)先予以檢查。6 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于模糊推理的奧迪A6轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)主要由故障診斷模塊、系統(tǒng)維護(hù)模塊、知識(shí)庫(kù)管理模塊、學(xué)習(xí)咨詢模塊、幫助系統(tǒng)模塊等組成。利用混合模糊推理理論對(duì)奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷分析。該系統(tǒng)利用VB 語(yǔ)言和Access 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。比傳統(tǒng)的專(zhuān)用專(zhuān)家系統(tǒng)生成工具更有通用性和可移植性，而且設(shè)計(jì)出的人機(jī)界面功能齊全、界面友好,同時(shí)支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。診斷界面由對(duì)話框組成，利用訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)，并通過(guò)人機(jī)對(duì)話實(shí)現(xiàn)診斷[23]。 基于混合推理策略的系統(tǒng)診斷模塊的開(kāi)發(fā) 診斷知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的表示專(zhuān)家系統(tǒng)將具體故障分為五類(lèi)系統(tǒng)級(jí)別故障：油路故障、進(jìn)氣系統(tǒng)故障、點(diǎn)火系統(tǒng)故障、怠速系統(tǒng)故障、氣缸故障。每一個(gè)系統(tǒng)級(jí)別故障中又包括若干部件故障。具體領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)抽象為典型故障征兆、系統(tǒng)級(jí)別故障征兆、部件故障征兆三個(gè)層次。檢修建議也分為系統(tǒng)級(jí)別檢修建議和部件級(jí)別檢修建議，被錄入知識(shí)庫(kù)[22,23]。對(duì)應(yīng)的知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的表示如表1表1表13所示。表11 征兆—故障原因模糊關(guān)系表征兆編號(hào)征兆故障原因索引號(hào)，可信度…5……發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)……1,。2,。3,。4,。5,。6,。7,。8,…注：征兆編號(hào)—此類(lèi)型電控發(fā)動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的故障征兆編號(hào)故障原因索引號(hào)，可信度—可能引起此征兆的所有故障原因的索引號(hào)及可信度表12 系統(tǒng)診斷表系統(tǒng)編號(hào)發(fā)生故障系統(tǒng)系統(tǒng)檢查建議…2………進(jìn)氣系統(tǒng)故障………可能是進(jìn)氣系統(tǒng)故障。應(yīng)對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的各部件按可信度的大小順序進(jìn)行逐一檢查 … …表13 部件診斷表故障原因索引號(hào)故障原因系統(tǒng)編號(hào)部件檢修建議…2……進(jìn)氣歧管泄漏……2……修復(fù)進(jìn)氣歧管的泄漏或更換進(jìn)氣歧管…注：故障原因索引號(hào)—底事件的索引號(hào)系統(tǒng)編號(hào)—發(fā)生故障部件所屬系統(tǒng)索引號(hào) 推理策略的計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程的步驟及計(jì)算機(jī)界面如下[24][25]:步驟1：用戶選擇奧迪電控發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型在下拉列表框中選擇所需發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型，這里選擇“ANQ型發(fā)動(dòng)機(jī)”，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型之后選擇“確定”按鈕界面如圖11所示。圖11 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型步驟2：用戶選擇征兆集及征兆發(fā)生程度界面如圖12所示，首先點(diǎn)擊該界面的“加載故障癥狀”。系統(tǒng)將讀取“癥狀表”中的“癥狀”字段。然后在左邊列表框中選擇您的電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障征兆，接下來(lái)點(diǎn)擊故障征兆程度選擇“一般”或“嚴(yán)重”單選框 。這樣，在右邊的列表框里將出現(xiàn)電控發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障征兆集和征兆的嚴(yán)重程度。如果錯(cuò)選或多選可以點(diǎn)擊“刪除故障癥狀”按鈕來(lái)刪除不需要的征兆。圖12 選擇故障征兆步驟3：推理并診斷系統(tǒng)故障點(diǎn)擊“診斷”按鈕。此時(shí)系統(tǒng)將顯示系統(tǒng)診斷界面，如圖13所示。推理過(guò)程見(jiàn)前面流程圖。首先按故障征兆查找各種可能故障原因及對(duì)應(yīng)可信度，將故障原因按系統(tǒng)歸類(lèi)，并計(jì)算系統(tǒng)故障可信度。然后按故障原因索引號(hào)讀取“部件診斷表” 中“系統(tǒng)編號(hào)”字段，然后將系統(tǒng)編號(hào)一欄的故障原因分類(lèi)，并乘上發(fā)生故障征兆的嚴(yán)重程度。將系統(tǒng)可信度按大小排序，優(yōu)先檢修可信度大的系統(tǒng)。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)編號(hào)查找“系統(tǒng)診斷表”向用戶提供檢修建議。 圖13 系統(tǒng)診斷交互界面步驟4：推理并診斷部件故障依據(jù)推理得到的系統(tǒng)故障，將該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的可能故障部位按可信度大小排序。如圖14所示，用戶可按可信度從大到小的順序檢修，也可根據(jù)汽車(chē)故障診斷的基本原則，即先簡(jiǎn)后繁、先易后難、先熟后生、先上后下、先外后里、先備后用、代碼優(yōu)先，選擇可能發(fā)生故障的較易檢查的部位。檢修建議依據(jù)故障原因索引號(hào)取自“部件診斷表”。圖14 部件診斷交互界面步驟5：顯示檢修結(jié)論及解釋信息選中確定的故障并點(diǎn)擊“排除故障”按鈕，顯示如圖15所示的界面。點(diǎn)擊“保存”可以保存診斷結(jié)論，點(diǎn)擊“打印”可以打印診斷結(jié)果，點(diǎn)擊“返回”可以返回原始界面。圖15 顯示檢修結(jié)論及解釋信息 知識(shí)庫(kù)管理模塊的內(nèi)容介紹奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)推理診斷之外，用戶還能夠通過(guò)簡(jiǎn)單操作，更快速、更便捷、更準(zhǔn)確的查到有關(guān)該車(chē)型的電路圖、維修數(shù)據(jù)、故障碼、數(shù)據(jù)流以及部件檢修建議等技術(shù)信息，有利于故障的盡快排除。該系統(tǒng)借助Access軟件創(chuàng)建表格，包括電路圖表、維修數(shù)據(jù)表、故障碼表、數(shù)據(jù)流表以及部件檢修流程表。借助Visual Basic軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互的界面，客戶可以根據(jù)界面菜單所提供的信息，快速查詢到相關(guān)資料。7 結(jié)論本文是以?shī)W迪A6電控發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，在分析其它故障診斷技術(shù)和專(zhuān)家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)基于模糊推理的奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了研究，建立了故障診斷系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，確定了將故障診斷模塊作為本文的主要研究?jī)?nèi)容，在此前提下作了以下幾個(gè)方面的研究：(1) 確定了系統(tǒng)的診斷理論基于模糊推理奧迪A6故障診斷系統(tǒng)鑒于故障原因與故障癥狀之間的不確定性和復(fù)雜性，為了提高診斷復(fù)雜故障的效率，確定采用符合常規(guī)診斷思路的正反向混合模糊推理策略作為本系統(tǒng)的推理理論。根據(jù)各故障原因與故障癥狀之間的不同程度的因果關(guān)系，在綜合考慮所有癥狀的基礎(chǔ)上，診斷確定汽車(chē)發(fā)生故障的可能原因。(2)探討了故障原因可信度的確定方法模糊診斷矩陣的隸屬度（可信度）的確定與實(shí)際情況的符合程度直接影響診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了提高診斷效率，本文應(yīng)用二元對(duì)比排序法中的模糊優(yōu)先關(guān)系排序決策法來(lái)確定該系統(tǒng)的隸屬度。同時(shí)確定了模糊知識(shí)的表示方法，并進(jìn)行系統(tǒng)可信度的計(jì)算。(3)對(duì)故障診斷模塊進(jìn)行了計(jì)算機(jī)編程開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用Access和Visual Basic兩種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用Access為工具創(chuàng)建汽車(chē)故障診斷知識(shí)庫(kù)，以VB軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面并實(shí)現(xiàn)與知識(shí)庫(kù)的鏈接，使用戶通過(guò)友好的人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)診斷和相關(guān)知識(shí)的查詢，從而將復(fù)雜的診斷維修變得更為形象直觀?？傊?，本系統(tǒng)通過(guò)歸納、總結(jié)大量的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和診斷知識(shí)，可對(duì)一些典型故障、復(fù)雜故障進(jìn)行快速診斷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于條件和時(shí)間的限制，本系統(tǒng)還存在著一些不完善之處有待于繼續(xù)研究和完善。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2004(8):12[2] [M].北京:人民郵電出版社,2003(8):13,38[3] 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