基于免疫機理的可重構診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、智能故障診斷系統(tǒng)作為人工智能技術在故障診斷領域的應用，在實踐中取得了較好的成效，但隨著系統(tǒng)設備和功能的日益復雜化，各種故障現(xiàn)象成因越來越復雜，同時異常故障也時有發(fā)生，現(xiàn)有固定的診斷推理模型卻難以滿足復雜系統(tǒng)診斷面臨的全部要求。針對故障診斷系統(tǒng)難以適應動態(tài)變化環(huán)境的缺點，可重構診斷系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的或可獲得的新診斷子系統(tǒng)和其它組元，可以快速自適應調(diào)整診斷過程、診斷功能和診斷能力，其所具有的診斷動態(tài)重構適應性，代表了故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展方向。

2、 論文圍繞智能故障診斷中診斷系統(tǒng)的可重構性這一關鍵問題，以國家自然科學基金項目“基于免疫應答理論重構故障診斷系統(tǒng)”、國防預研項目“運載火箭漏電故障診斷系統(tǒng)研究”和企業(yè)橫向項目“勵磁裝置在線故障預測和故障診斷系統(tǒng)”為背景，就生物免疫機理在可重構診斷系統(tǒng)研究中的診斷過程建模、診斷推理模型結構及重構技術等重點問題進行了較為系統(tǒng)深入的研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： 1 在分析相關免疫學和故障診斷基本理論基礎上，闡釋了重構故

3、障診斷系統(tǒng)的免疫學理論基礎，結合可重構診斷系統(tǒng)的重構特點，提出了運用生物免疫機制解決診斷系統(tǒng)重構的方法，基于類比的思想，建立了生物免疫系統(tǒng)和可重構診斷系統(tǒng)之間的映射關系，指出了基于生物免疫機制的可重構診斷系統(tǒng)的目標。 2 從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā)，將復雜設備系統(tǒng)按結構與功能進行層次分解，建立設備系統(tǒng)的解析模型用于描述系統(tǒng)的行為結構和故障狀態(tài)空間，在生物免疫系統(tǒng)和可重構診斷系統(tǒng)映射關系的基礎上，借鑒生物免疫系統(tǒng)的免疫反應機理、體系結

4、構和相關抽象算法，建立了可重構診斷系統(tǒng)的免疫框架，分析了基于組件和智能體技術的軟件實現(xiàn)方法，給出了一個易于重構的診斷業(yè)務過程模型。 3 可重構故障診斷模型是組成可重構診斷系統(tǒng)的基本單位，研究它的設計方法是實現(xiàn)診斷系統(tǒng)重構的基礎，在分析免疫信息流程的基礎上，結合多智能體技術和復雜系統(tǒng)故障診斷的一般過程，提出了可重構診斷系統(tǒng)智能體診斷推理模型設計的理論和方法，建立了易于重構的診斷推理模型，著重論述了該系統(tǒng)的技術實現(xiàn)，給出了相應智能

5、體的結構模型，對該模型的功能實現(xiàn)進行了詳細的分析，并闡述了基于知識的診斷模型重構的一般方法。 4 基于從已有的診斷經(jīng)驗事例中學習獲取知識的思路，與經(jīng)驗事例的“相似性”是衡量知識好壞的根本因素，借鑒免疫理論的相關概念，采用信息熵作為經(jīng)驗事例相似性衡量的指標，建立了基于免疫機制的診斷知識獲取模型，利用相關免疫算子，按照預定的優(yōu)化目標函數(shù)，生成最優(yōu)的診斷知識，通過實例應用，驗證了該方法的可行性。 5 在分析主要智能體協(xié)作模

6、型和生物協(xié)同進化現(xiàn)象的基礎上，將各種免疫細胞之間的相互促進和抑制現(xiàn)象描述為一種特有的協(xié)同進化形式—免疫協(xié)同進化，結合可重構故障診斷過程的特點，提出了一種新的具有進化特性的診斷策略和系統(tǒng)模型，實現(xiàn)了可重構故障診斷系統(tǒng)中的多推理模型的群體進化、自組織與突現(xiàn)。 6 針對項目“勵磁裝置在線故障預測和故障診斷系統(tǒng)”的特點，采用COM和KQML相結合的方法，對可重構智能故障診斷系統(tǒng)在電力系統(tǒng)故障診斷中的應用技術進行了初步研究，給出了診斷系