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随着社会各界对节能环保日益重视,以包括天然气在内的新能源为燃料的电控发动机已成为国内外研究的热点课题,但由于电控发动机系统原理和结构复杂,诊断手段落后,其故障往往呈现为多因多果,一般维修人员很难在短时间内进行故障定位和排除。尤其是专门针对电控天然气机故障诊断相关的研究和装置还比较少,因此研究电控天然气发动机故障诊断显得尤为重要。
论文通过分析电控天然气发动机的结构和工作原理,研究了专家系统的诊断方法和基于知识的推理原理,提出了一种基于知识的电控天然气发动机故障诊断系统总体架构,用于实现系统对运行的电控天然气发动机进行智能自诊断。该架构通过知识库管理子系统从外源获取电控天然气发动机诊断知识来构建系统知识库,并将电控天然气发动机运行时出现的故障现象通过诊断推理机与诊断知识库中相关规则进行匹配推理得出诊断结论。
基于以上架构,论文重点研究了系统知识库与诊断推理机。其中系统知识库的结构采用关系数据库结构进行设计,诊断知识库中诊断知识以人工方式完成获取,诊断知识采用产生式方法表示,并通过规则等价转换法及结点分离法的分步处理完成诊断知识在数据库中的存储;诊断推理机采用兼容精确推理与基于加权的可信度不精确推理并行模式进行设计,可以对电控天然气发动机的确定性故障信号与不确定性故障信号现象进行准确地诊断。在上述研究基础上,论文完成了整个系统的开发工作,设计并实现了系统知识库管理、诊断推理及诊断记录管理三大功能模块。其中知识库管理模块具有知识扩充、删减等操作功能和知识一致性检测功能;诊断推理模块具有故障监测、故障匹配、故障推理、故障报警等功能;诊断记录管理模块具有故障记录、故障查询及删除等功能。以上各功能的实现均可通过对系统人机界面进行相关操作而完成。
最后,论文将开发的电控天然气发动机故障诊断系统在天然气发动机ECU上进行了模拟测试。测试结果表明:系统结构设计合理可行,且系统运行稳定,能够很好地完成对电控天然气发动机常见故障进行智能自诊断。