基于粗糙集理论的故障诊断知识获取研究

摘要

工程机械在现实社会生活中起着越来越重要的作用，日常工作中出现故障也在所难免。利用故障诊断技术可以及时找出它所存在的故障，避免不必要的损失，具有很高的经济与社会意义。本文将粗糙集理论引入到故障诊断技术的研究中，针对故障诊断技术中的知识获取问题，以发动机为研究对象，展开了深入而细致的研究。
　　 本文介绍了故障诊断技术的一些方法，分析了了这些的方法的研究现状及未来的发展趋势。对粗糙集理论及相关知识做了总结，对于粗糙集在知识获取方面的应用做了深入研究。
　　 在研究分析了现有的粗糙集属性约简算法之后，提出了改进的区分矩阵属性约简算法。该方法以属性重要度作为重要度，采用启发式算法求取次优约简。通过算例表明，此算法在运算时间与步数上较传统算法都有明显改善。在粗糙集值约简算法上，也是研究分析了现有的各种算法，提出了改进的启发式值约简算法。该算法利用了决策矩阵求值核，以属性重要度作为启发式构建了启发式值约简算法。在给出决策规则质量和规则置信度的概念后，通过一算例表明，此算法在各方面表现出来的优越性。
　　 详细介绍了发动机的系统结构，在分析发动机结构的基础上，提出了分层获取发动机故障诊断知识的思想，分别采用人工获取和粗糙集知识获取两种方法获取一级和二级规则知识。给出了故障诊断系统的结构和知识获取流程，以某发动机供油系统为研究对象，采用改进的粗糙集属性约简与值约简算法获取二级故障诊断知识。

目录

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2故障诊断技术历史及现状

1.3故障诊断方法

1.3.1诊断方法分类

1.3.2基于粗糙集的诊断方法

1.4现有存在的问题和发展趋势

1.4.1智能故障诊断技术有待研究的问题

1.4.2发展趋势

1.5论文的研究内容和组织结构

第二章粗糙集理论基础

2.1粗糙集理论的提出

2.2知识的概念

2.3不可区分关系

2.4 近似与粗糙集

2.4.1粗糙集

2.4.2近似精度

2.5知识的简化

2.5.1约简与核

2.5.2相对约简与相对核

2.6本章小节

第三章基于粗糙集理论的知识获取

3.1知识概述

3.1.1知识的概念

3.1.2知识获取

3.1.3粗糙集在知识获取中的应用

3.2数据的预处理

3.2.1缺失值处理

3.2.2数据离散化

3.3属性约简

3.3.1常规属性约简算法

3.3.2基于区分矩阵的属性约简算法

3.3.3改进的区分矩阵属性约简算法

3.3.4简单算例

3.4值约简

3.4.1常规约简算法

3.4.2改进的值约简算法

3.4.3基于决策矩阵的值约简算法

3.4.4改进的启发式值约简算法

3.4.5简单算例

3.4.6几种值约简算法的比较

3.5本章小结

第四章粗糙集在发动机故障诊断中的应用研究

4.1基于粗糙集的发动机故障诊断系统

4.2发动机故障诊断特点分析

4.2.1系统层次性

4.2.2发动机故障层次模型

4.2.3发动机层次分类诊断知识

4.3发动机故障知识获取

4.3.1柴油机燃料供给系统

4.3.2人工知识获取

4.3.3基于粗糙集的知识获取

4.4故障诊断推理

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1研究工作总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读硕士期间主要发表的学术论文和参加的科研项目