某型号导弹故障诊断系统设计与实现

摘要

导弹在运行的过程中,会产生一系列信息,导弹领域的专家能够根据这些信息来判断出导弹的故障情况。由于人类自身条件的约束,专家不能在系统运行时及时正确的判断出故障,所以需要结合故障诊断技术对导弹系统进行故障诊断。航天领域的故障诊断技术的研究,能够提高航天器的可靠性和安全性,还能够降低航天器发射的成本。所以对我国的导弹系统应用故障诊断技术是非常有意义并且非常必要的。
　　本文研究的目的是依靠现在故障诊断技术,开发对应导弹型号的故障诊断系统,实现实时检测导弹运行产生的信息数据,诊断导弹系统故障,提高导弹系统的安全性和可靠性。
　　本文研究了故障诊断专家系统技术,分析了专家系统的结构和基于规则的知识表达方式,并研究了专家系统的组合爆炸问题。专家系统的组合爆炸问题需要一定的算法来解决,本文研究了其中的RETE算法,并对RETE算法做详细分析。对于RETE算法的占用空间大、或和非规则支持性差和要求场景变化小等不适应于本系统的地方,结合系统的特点做了一定的修改。将传统的RETE算法的模式网络和连接网络两部份分离开来,并只依靠征兆号连接,两部份可以在不同的系统中实现。将模式网络的α寄存器处直接作为输出结点,输出代表该模式的征兆号,而不在α寄存器内存储数据。连接网络根据基于征兆号的规则,达到推理的目的。使用征兆号作为匹配网络的流通数据,避免了RETE算法要求存储中间数据的特点,虽然修改过后的RETE算法,失去了模式间的约束能力,但在特定的情况下可以接受的。
　　本文根据客户需求,设计并实现了导弹故障诊断系统。系统应用故障诊断专家系统技术,使用修改后的RETE算法。系统能够根据领域专家的知识,搭建推理机,并根据采集到的数据,对导弹系统的故障状况进行实时推理。系统通过了正确性验证,并具有推理机启动速度快、推理速度快、占用内存小等特点,达到了用户的需求。

目录

摘 要

Abstract

1.1课题来源

1.2课题研究的背景和意义

1.3故障诊断技术的分类

1.4与课题相关的国内外研究进展

1.4.1国外方面研究进展

1.4.2国内方面研究进展

1.5 本论文的主要研究内容

2.1 系统需求分析

2.1.1功能性需求

2.1.2非功能性需求

2.2专家系统介绍

2.2.1专家系统的结构

2.2.2 基于规则的专家系统知识表示形式

2.2.3专家系统的组合爆炸

2.2.4 RETE算法介绍

2.3 RETE算法原理分析

2.3.1模式网络的建立

2.3.2连接网络的建立

2.3.3标记在匹配网络中的流通

2.4 本章小结

3.1系统应用传统RETE算法的不适应性

3.2 RETE算法结合本系统的修改

3.3系统总体结构

3.4系统模块划分

3.4.1知识管理模块

3.4.2数据采集模块

3.4.3推理机模块

3.4.4结论处理模块

3.5本章小结

4.1 数据采集模块实现

4.1.1 征兆号规则文件数据结构

4.1.2 征兆号匹配网络生成模块实现

4.1.3 征兆号推理模块实现

4.2 推理机模块实现

4.2.1 系统规则匹配网络生成模块实现

4.2.2系统规则推理模块实现

4.3内存管理模块

4.3.1系统环境内存管理

4.3.2推理机内存管理

4.4本章小结

5.1 系统正确性测试

5.1.1征兆号规则推理机正确性测试

5.1.2系统规则推理机正确性测试

5.1.3系统整体正确性测试

5.2系统性能测试

5.3 本章小结

结 论