基于定性推理与定量仿真集成的故障诊断推理

阐述了故障诊断推理过程中知识的概念、类别和关系，从知识的获取、组织和表示等方面对定性和定量知识的集成进行了研究，并提出了基于定性推理和定量仿真集成的综合诊断推理方法，结合复杂系统试车数据的仿真诊断结果表明，该方法能有效地消除推理结果中的奇异性，从而改善了定性推理方法的性能。     

定性仿真技术及应用

定性仿真以非数字化手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性建模推导系统的定性行为描述。定性仿真是处理不完备信息的有效方法。定性仿真方法产生了多种流派,如模糊仿真法、归纳推理法、非因果关系推理方法、基于因果关系的推理方法、基于图表的推理方法、基于数据的结构化建模方法、基于定性空间的推理方法等。近年来,定性仿真已应用到故障诊断、生态和环境学、机械制造业和工业系统、医学研究、混杂非线性系统、教育系统、人类社会与经济、人工智能等领域中。最后从整体上简要评述了定性仿真的发展。     

面向复杂定性系统的知识建模及联合仿真方法研究

广泛存在于社会经济、国防工业等领域的复杂系统由于其具有系统机理及组成关系复杂、系统内部与环境间交互关系复杂、总体行为呈现非线性、涌现等特点,使得传统的定量建模仿真技术难以描述系统的复杂性特点。以实现定量模型与定性知识混合的系统建模描述与联合仿真为目的,在总结已有建模仿真方法的基础上,提出了复杂系统定性定量综合建模与仿真平台体系结构,并重点研究了定性建模和定性定量联合仿真两大关键技术。研究提出了一种支持定量/定性混合的图形化的复杂系统模糊定性知识建模方法——模糊因果导向图（模糊CDG）并探讨了其语法及推理方式,给出了基于自学习人工神经网络构建隶属云模型的定性定量转换方法。最后给出了研究成果在智能飞行器仿真领域的初步应用,并对进一步的研究工作进行了展望。     

复杂系统的模糊故障诊断方法研究

复杂系统的故障具有模糊性与精确性的复杂特性,精确的推理方法难以有效地对复杂特性的故障进行诊断。提出模糊产生式规则与Petri网推理技术相结合的故障诊断模型,以研究模糊故障的推理诊断方法。以某发射装置控制系统为研究对象,给出一个复杂特征故障的诊断实例。研究结果表明,模糊产生式规则Petri网模型方法可以有效地对复杂系统的模糊性与精确性双重特征的故障进行推理诊断。     

基于事例推理的车辆路径问题智能建模方法

针对传统的人工离线建模难以适应现实环境中车辆路径问题动态性这一缺陷，以车辆路径问题的机器建模方法为研究内容，以提高建模工作的实时性和智能性为目标，提出了基于事例推理的智能建模方法。该方法使用基于属性-建模知识重用度的多层加权最近相邻检索方法实现事例的检索；使用基于规则的推理方法完成旧事例建模经验的复用与建模结果的调整。基于这一智能建模方法，实现了车辆路径问题智能建模的原型系统。系统的应用表明，该建模方法在速度币口有效性方面符合实际环境的基本要求。     

参数化设计的定性建模与仿真

对参数化设计问题提出了一种新的基于DOF（Degreesoffreedom）的定性建模与仿真方法。在几何约束求解的过程中，通常的定量数值化方法由于解空间的巨大而显得低效。通过定义基本约束簇类型和规则，新方法引入定性图对几何约束进行定性建模及模型求解．经过一系列基于DOF的定性图推理过程，几何约束的定性模型被规约为一个单节点后得出一系列的构造步骤。在这个推理阶段中得出的构造步骤被确定为以后精确定量计算的次序．结合了定性推理方法的高效性以及定量方法的精确性，初步实验表明新方法能够提高约束求解的效率。     

复杂层次模型中知识表达与推理方法研究

工程教育认证背景下的人才培养体系,是典型的复杂层次系统.采用多色集合及其元素、着色、围道矩阵和体运算等概念,建立复杂系统层次结构模型,从水平和纵向两个方向对该模型进行形式化描述,并给出复杂层次结构模型的形式化推理算法流程.基于多色集合为工程教育认证背景下的人才培养体系构建的层次结构模型,在逻辑层实现了知识自顶向下、自底向上的单向自动推理和同时向下、向上的双向自动推理,在问题的形式化描述、信息的高效率处理和程序的快速实现等方面具有明显优势.构建工程教育人才培养体系层次结构模型并提出知识的表达与推理方法,对开展工程教育专业认证工作、提高人才培养质量都具有重要意义,同时也为复杂系统模型构建及其知识推理分析提供了一种新的有效方法.     

基于形象思维的实时专家系统

从思维的信息模型出发,研究了专家运用形象思维解决领域问题的机理.在此基础上提出了分级推理的思想,讨论了提高专家系统实时性的一些措施,包括知识库管理、实时并行推理和主动支持.结合医疗诊断专家系统的设计,说明分级推理方法和上述措施在实时性要求较高的系统中是合适的.     

基于贝叶斯网络的团队仿真训练情景生成方法

对于基于EBAT的团队仿真训练,情景的有效生成直接决定了实际的训练效果.为解决随机条件下,考虑关键事件因素的情景生成问题.在对情景生成过程建模的基础上,引入训练目标、事件、关键事件等要素,提出情景贝叶斯网络模型.基于贝叶斯网络推理方法,建立情景贝叶斯网络推理的数学模型,并提出启发式推理方法.针对情景案例进行建模及推理实现,并对结果进行分析.结果表明,关键事件重要程度影响下的情景贝叶斯网络建模及启发式推理,能直接提高关键事件对情景生成结果的控制能力,从而使情景生成结果更为有效.     

复杂系统中定性定量集成建模技术研究

已有的建模技术较好地解决了连续系统、离散系统和连续离散混合系统等定量系统的建模问题,但是针对定性定量混合系统的建模问题尚缺乏很好的技术支持。首先介绍了复杂系统建模技术背景;对于复杂系统中的定量模型,基于已有的多学科虚拟样机系统高层建模语言进行建模,并在其基础上进行了改进以支持复杂系统中定性定量集成建模,提出了复杂系统定...     

面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势，针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题，提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法，并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证，解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台，集成了虚拟建模环境CoppeliaSim，融合实际机器人的运动反馈，和虚实映射计算模型，确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

基于本体的飞机舵面结构故障诊断方法

从系统工程的角度分析了飞机系统的复杂性,将飞机族的概念引入到飞机的本体建模中,并以舵面故障诊断过程为研究对象, 首先用Protégé建立了飞机本体的领域知识模型,然后将单故障和组合故障的诊断知识列为本体中的SWRL规则,最后利用 JESS推理出 新知识得出诊断结果,实现了用本体来选择修复方案的过程.该方法能够实现复杂系统的建模及故障诊断 方案的准确选择,并可通过增加新的诊断知识来完善故障诊断知识库.     

基于暂态挖掘的非线性时间序列故障预报

针对实际工程系统故障建模困难、现有故障预报方法实时性差的问题.从一类挖掘的角度,设计了一种基于一类支持向量机的时间序列暂态挖掘算法,提出了一种既不需要系统近似模型也不需要故障训练数据和先验知识的直接故障预报方法.在系统运行的同时实现学习和预报.提高了实时性.同时该方法简单易用,克服了传统方法在预报故障前需要预测系统未来状态的缺点.具有很强的应用意义.以釜式反应嚣为对象进行的仿真实验证明了方法的有效性.     

仿真测试自动判读专家系统的设计与实现

利用专家系统原理，对某航天设备的综合仿真测试系统进行分析研究，设计并实现了仿真测试自动判读专家系统，对测试系统的指令及数据注入文件能够自动解读，对遥测模拟量和数字量能够实时的自动判读，包括模拟量的超限报警和数字量的正确性判读，提出了几种通用的遥测模拟量和数字量判读规则的形式及动态的实时判读推理方法。经系统测试和实际应用证明，判读准确性和实时性高。     

Mamdani型概率模糊系统建模方法

针对模糊系统不能有效表示系统中的随机性,给出了一种Mamdani型概率模糊系统的建模方法。该模型不需要领域专家的知识,可以直接从已有数据生成概率模糊规则。相应地给出了一种概率模糊推理方法。概率模糊系统综合了模糊系统的易理解性和概率系统的统计特性,能够对数据中的随机性进行更好地表示和处理。以概率模糊系统在时间序列分析中的应用为例,通过与“查表法”(table look-up scheme) 的比较,说明了所提方法的有效性。     

民用飞机高度控制系统MBSE建模方法

针对传统基于文本的系统工程方法中存在设计文档变更难度大、工程模型可读性差、模型复用性不强等问题,提出了基于美国国防部体系架构(department of defense architecture framework,DoDAF)的基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBS...     

基于置信规则库的并发故障诊断方法

针对具有不确定性的并发故障诊断问题,提出基于属性权重和权衡分析的置信规则库(belief rule base, BRB)诊断方法。以属性权重大小来表示属性与特定故障模式之间的相关性,设计能够反映故障模型约束的基于差分进化的优化算法,通过相邻故障模式置信度与预设阈值的权衡分析完成对并发故障诊断。该方法仅需构造单个置信规则库来有效处理各种不确定性信息,与已有研究方法相比极大地降低了建模复杂度。诊断结果不仅能得到故障的并发情况,还可分辨故障的主次关系,并且建模和推理过程开放,可解释性强。最后以船用柴油机的并发故障诊断作为实例,验证了所提方法能够有效的诊断出并发故障并且模型具有较好的稳定性。     

一种验证数控系统软件安全可靠性的建模方法

作为一个典型的离散计算机控制系统,CNC(数字控制)系统在运行中需要满足可靠性和安全性。因此如何设计出安全可靠的系统软件以及如何有效地对CNC系统的安全性和可靠性进行验证成为一个非常重要的问题。基于此给出一个新的建模方法TTM/ATRTTL(时间转化模型/全时轴实时时态逻辑)来描述和验证CNC系统。TTM/ATRTTL提供了一整套方法用于描述CNC系统建模的硬实时特性和反馈特性,也提供了一个包括一整套验证规则和定理的验证模型并且应用工具STeP和SF2STeP来实现之。这个验证模型可以用于对TTM/ATRTTL表达的系统的可靠性,安全性进行验证。使用该建模和验证方法可以对OAC(开放式体系结构CNC)系统进行分析和验证,并设计出OAC的逻辑控制器,该控制器是OAC系统的核心部分。验证结果表明,该形式化建模与验证方法可以有效地对CNC系统进行分析和建模。在此基础上,可以开发出能够保证系统可靠性和安全性的CNC系统软件。