Vol.16 No.5 沈水福等：齿轮故障诊断专家系统 .437. (4)包络分析中，选用轴频对应幅值和啮合频率对应幅值， (⑤)频率波动分析中，选用频率波动的幅值. (6)共振解调分析中，选用轴频对应幅值和啮合频率对应幅值. 2专家系统的构成 本系统是针对二级减速箱设置，能对齿轮的运行状态进行监测和故障诊断 GFDES系统总体结构如图1所示，它由知识获取、知识库、推理机、解释机制、中间 数据库、信号分析与特征获取、人机接口7个模块组成问 (1)知识表示：为了能够表达诊断的深层 人 机 接 口 数据采集 知识，GFDES系统采用框架形式的知识表 信号分析 示模式，图2是用Turbo C语言表示的框架 知识获取 解释机制 结构.其中，name[80]为目标名，用以标示该 特征提取 中间数据库 框架；chh为目标特性代码，确定该框架是否 打印 是子目标；alist指向特征量链表.特征量链表 知识库 推理机 如图3所示，结构为一个单链表.其中， 诊断结论 存贮 attrib[80]为特征量名；numb为特征量代码； 报警 relat为特征量之间的逻辑关系；prob为特征 量的可信度；next指向下一个特征量，这种知 图1 GFDES系统总体结构框图 识表示的特点是模块性好，有利于知识库的扩充和完善 Fig.1 General layaut of GFDES struct ob ject struct attribute char name [80]: char attrib [80]: int chh: int numb; struct attribute alist;) char relat; ob: float prob: struct attribute next:at: 图2知识表示的框架结构 图3特征量链表示结构 Fig.2 Frame structure of knowledge presentation Fig.3 Chain list structure of feature value (2)知识获取：GFDES系统采用全屏幕编辑的形式，从领域专家或知识工程师那里获取 诊断知识. (3)知识库：由于专家的大部分知识是不精确的，反映在规则上，条件与结论之间就不 一定有百分之百的对应关系，为了反映条件与结论之间的不确定关系，系统引入可信度因子 (C℉)的概念，可信度因子是表示条件命题可信赖性的一个量度，它的值越大，则表明该规则 的把握越大， 系统中知识库以规则集的形式表示：“V”一OR,“个”-AND. Rule:1 F{功率谱中啮合频率对应幅值上升(0.75)∧功率谱中二阶谐波能量上升(0.8)}vo l . 16 N b . 5 沈水福等 : 齿轮故障诊断专家系统 (4 ) 包络 分析 中 , 选 用轴 频对 应 幅值和 啮合频率 对应 幅值 . (5 ) 频率波动 分析 中 , 选 用频率波 动 的幅值 . (6 ) 共 振解 调分 析 中 , 选用 轴频 对应 幅值和 啮合频 率 对应 幅值 . 2 专家 系统的构成 本系 统是针 对二 级减 速 箱设置 , 能对齿轮 的运 行状 态进 行监 测 和故 障诊 断 . G F D ES 系统总 体结 构如 图 1 所 示 , 它 由知 识获 取 、 知 识 库 、 推 理 机 、 解 释 机 制 、 中 间 数据库 、 信号分析与特 征 获取 、 人机 接 口 7 个模 块 组成阎 ( l) 知识表 示 : 为 了能够 表 达诊断 的深层 知 识 , G F D ES 系 统采 用 框 架 形 式 的 知 识 表 示模 式 , 图 2 是用 T u br 0 C 语 言表 示 的框 架 结构 . 其 中 , n a len 8[ 0] 为 目标 名 , 用 以 标 示 该 框架 ; c h h 为 目标 特性 代码 , 确 定该框 架 是 否 是子 目标 ; a ils t 指 向特 征量链表 . 特 征量链 表 如 图 3 所 示 , 结 构 为 一 个 单 链 表 . 其 中 , a itr b[ 80 1为特 征量 名 ; n u 几lb 为特征量 代码 ; 比l a t 为特征量 之 间 的逻辑关 系 ; p or b为特 征 量 的可信度 ; n ex t 指 向下 一个 特征 量 , 这种知 人 机 接 口 信号分析 知识 获取 卜 释机制 卜征提 取 知识库 推理机 存贮 识 表示 的特点 是模 块性好 , 有 利于 知识 库的扩充 和完 善 . 图 1 G F D E S 系统 总体 结构框 图 F 电 . I G翻呛阁 h 姆吐 of G F D E S s it U c t o b j呱{ c ha r n a IT r !80] : in t Ch h : s tur Ct at itr b u et o b : * 砒t; } s tur c t a ttir b uet { c h ar a itr b !80] : in t n t盯山; c l l a r er 】a t; flo at p or :b s t ur c t a itr b u et * n e x t : } a 七 图 2 知 识表示 的框 架结构 图 3 特征量链表示 结构 珑.2 F 玲nI 犯 动n 州U 代 of kl 扣W al 电e 声艘 n at 柱On 瑰3 C ha j l l 极 成n 烈Il er of afe eUrI 回理 ( 2) 知 识获取 : G F D E S 系 统采 用全 屏幕编辑 的形 式 , 从领域 专家 或知 识工 程师 那里 获取 诊 断知识 . ( 3) 知识库 : 由于 专家 的大部 分知识是 不 精确 的 , 反 映 在 规则 上 , 条 件 与 结论 之 间 就不 一 定有百 分之 百 的对应 关 系 , 为 了 反 映条件 与结 论之 间 的不 确 定 关 系 , 系 统引 人 可 信 度 因子 (C )F 的概 念 . 可信 度 因 子是 表示 条件 命题可 信赖 性 的一个 量度 , 它的值越大 , 则 表 明该规则 的 把 握越 大 . 系 统 中知识 库 以规则集 的形式 表示 : “ 丫 ” 一 O R , “ 八 ” 一 A N D . R ul e : l IF { 功率谱 中啮合 频率 对应 幅值上升 (0 . 7 5) 八 功率 谱中二 阶谐波 能量 上升 (0 . 8) }