基于本体的采煤机故障诊断专家系统研究

摘要

采煤机是井下煤矿开采的关键设备之一，其无故障安全运行是保证安全生产的关键因素。采煤机由于自身结构的复杂性，各组成单元间错综复杂，存在各种关联耦合和不确定因素，导致其故障复杂多变，难以被发现。本文针对这些问题，采用模糊推理与本体技术相结合的方法，对采煤机故障诊断技术进行研究，对采煤机的安全运行，促进综采工作面高效生产具有重要意义。
　　首先，从采煤机组成结构出发，对采煤机各组成单元进行分析，收集采煤机故障并分类整理进行研究，将采煤机故障分为机械故障、电气故障和液压故障，获取采煤机故障源、故障原因和故障征兆之间的内在联系，构建采煤机故障本体库。
　　然后，依据对采煤机系统和故障的分析，提出基于描述逻辑的采煤机故障本体知识建模方法，采用OWL DL语言和protégé本体建模工具对采煤机进行本体建模，建立采煤机概念、属性和实例等信息，用SWRL规则建立采煤机故障诊断规则库，并对采煤机故障知识进行逻辑一致性检查。
　　其次，针对采煤机故障复杂性和不确定性等特点，本文采用模糊推理和专家系统相结合的推理方法，提出基于三层架构的方式对模糊推理系统进行设计，系统包括模糊知识库、模糊推理机、解释机制和人机界面四大部分，并采用MySQL数据库进行采煤机本体知识存储设计，包括数据表结构设计和数据存储。
　　最后，对采煤机故障诊断系统总体架构进行设计，并采用Java语言和Jena API对采煤机故障诊断专家系统进行开发，设计开发登录模块、知识库管理模块、故障诊断模块和帮助模块，并通过历史故障实例对系统进行验证，印证了采煤机故障诊断专家系统的可行性和有效性，对采煤机故障诊断领域具有积极的意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 课题国内外研究现状

1.3 基于本体的采煤机故障诊断专家系统的提出

1.4 论文的主要研究内容

1.5 本章小结

2 采煤机结构及其故障分析

2.1 引言

2.2 采煤机结构分析

2.3 采煤机故障分析

2.4 本章小结

3 基于本体的采煤机故障知识模型构建

3.1 本体相关技术

3.2 基于本体的采煤机故障诊断知识建模

3.3 基于SWRL的采煤机故障规则构建

3.4 本章小结

4 基于模糊推理的采煤机故障诊断专家系统

4.1 基于模糊推理的专家系统结构的提出

4.2 模糊规则设计

4.3 采煤机故障诊断模糊推理机设计

4.4 本章小结

5 采煤机故障诊断专家系统开发与实现

5.1 系统开发运行平台及工具

5.2 数据库设计

5.3 系统主要功能模块实现

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况

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