基于CLIPS的雷達(dá)故障診斷專家系統(tǒng)研究

吳立蓉，王仁波

（東華理工大學(xué)，機械與電子工程學(xué)院，江西 南昌 330013）

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，新器件、新材料和大規(guī)模集成電路被應(yīng)用于雷達(dá)中，使雷達(dá)設(shè)備的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)等性能指標(biāo)得到不斷提高的同時，亦使其復(fù)雜程度日益提高。本設(shè)計采用CLIPS搭建故障診斷專家系統(tǒng)，完成了專家系統(tǒng)知識庫、事實庫以及推理機的設(shè)計，并在CLIPS6.3上調(diào)試，實驗結(jié)果能完成預(yù)期故障診斷。

1 基于CLIPS的故障診斷系統(tǒng)簡介

圖1 故障診斷專家系統(tǒng)組成框圖

專家系統(tǒng)與自然語言理解、機器人一起并列為人工智能研究最活躍的三大領(lǐng)域。專家診斷系統(tǒng)是針對設(shè)備故障特征、機理以及故障的處理而建立的設(shè)備智能診斷專家?guī)?。專家?guī)煸谙到y(tǒng)運行期間，每遇到一個新型故障，就將其作為事例加入到事例庫，從而不斷完善智能診斷專家?guī)?。并且把完善的專家系統(tǒng)及時反饋到現(xiàn)場診斷系統(tǒng)。其組成框圖1所示。

利用專家系統(tǒng)工具CLIPS開發(fā)的故障診斷專家系統(tǒng)使用C語言開發(fā)，因此具有較快的速度和良好的可移植性。因為CLIPS的開源性，所以作為本設(shè)計的首選。

2 實驗簡介

（1）實驗對象故障樹模型如圖2所示，各代號具體意思如表1所示。

圖2 雷達(dá)天饋系統(tǒng)故障樹

表1 對應(yīng)各代號表示的故障含義

（2）系統(tǒng)知識與推理機軟件設(shè)計。CLIPS中的定義模板來這樣定義規(guī)則，其推理機流程圖如3所示。

圖3 推理機流程圖

3 調(diào)試CLIPS程序

本專家系統(tǒng)的知識庫和推理機都是在CLIPS工具中進行的,但是知識是基于事實的表達(dá)，推理規(guī)則是由CLIPS規(guī)則組成，因此推理機與知識庫是單獨開發(fā)的，這里將部分運行的規(guī)則保存為radar.clp。圖4的實例是在CLIPS6.3中的運行結(jié)果。

圖4 實驗調(diào)試結(jié)果

4 結(jié)語

實驗結(jié)果表明，本設(shè)計基于CLIPS的雷達(dá)故障診斷專家系統(tǒng)，基本上能達(dá)到實驗預(yù)期效果。利用故障診斷專家系統(tǒng)，知識是專家系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，對知識庫的編輯和推理在故障診斷的過程中起著非常重要的作用。知識的表示和推理的方法則提供了應(yīng)用的機理。相比較傳統(tǒng)軟件的“數(shù)據(jù)+算法=程序”，專家系統(tǒng)的“知識+推理=系統(tǒng)”在故障診斷方面有較大的優(yōu)勢和拓展空間。

[1] 賀科學(xué),雷達(dá)檢驗監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研制[D].西安：西安科技大學(xué)，2004．

[2]丁敏,謝華.基于虛擬儀器的雷達(dá)故障檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].儀器儀表用戶,2009,(2)：52—53.

[3]劉承相, 程禮. 故障樹在專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機械科學(xué)與技術(shù)，2003,（11）.

[4]敖志剛. 人工智能及專家系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2010.

[5]安麗娜,張士杰.專家系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].計算機應(yīng)用研究，2007,（12）.

[6]黃可鳴. 專家系統(tǒng)[M]. 南京:東南大學(xué)出版社，1991.

[7]印鑒，陳憶群，等譯.專家系統(tǒng)原 理與編程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 .

[8]楊家濤.基于CLIPS 的船舶機艙設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2012.

[9]吉奧克等.專家系統(tǒng)原理與編程[M].北京:機械業(yè)出版社,2006.

[10]譚大鵬,李培玉,潘曉弘.基于CLIPS 的故障診斷專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境[J].浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2009,(2).