冰箱故障診斷

PAGE目錄一、冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理 1二、故障現(xiàn)象及人工診斷依據(jù)與過程 21、制冷效果差 22、噪音 23、凝露 34、結霜（結冰） 35、箱體發(fā)熱 3三、故障現(xiàn)象及診斷依據(jù)與推理過程表 4四、個體詞和謂詞符號化 4五、定義產(chǎn)生規(guī)則 5六、產(chǎn)生規(guī)則符號化表 7七、專家系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方案設計 7八、專家系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)方案設計 8九、推理過程與問題求解 9十、ES故障診斷算例 10PAGE13冰箱故障診斷專家系統(tǒng)一、冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理冰箱的制冷過程是由不同直徑的管道組成的一個閉合回路系統(tǒng)，制冷劑在其中流動，并產(chǎn)生液態(tài)-氣態(tài)-液態(tài)的重復變化，利用制冷劑汽化時吸熱、冷凝時放熱達到制冷的目的，單級壓縮式制冷系統(tǒng)由四大部件組成，即壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發(fā)器。冰箱的制冷循環(huán)過程為：壓縮機不斷的抽吸蒸發(fā)器中的制冷蒸汽，并將制冷劑壓縮成高壓高溫蒸汽發(fā)至冷凝器。制冷劑在冷凝器中放出熱量，傳送給周圍的介質(zhì)從而冷凝成液體，可見，蒸汽冷凝時的溫度一定高于周圍介質(zhì)的溫度。液體制冷劑通過干燥過濾器進行過濾干燥，清除制冷劑中的雜志和水分，然后冷凝后的液體制冷劑通過節(jié)流元件毛細管進入蒸發(fā)器。制冷劑在節(jié)流元件毛細管中從高壓變?yōu)榈蛪?，并出現(xiàn)少量液化的氣化，制冷劑離開節(jié)流元件毛細管時，變?yōu)橐骸鈨上嗷旌蠣顟B(tài)，繼而進入蒸發(fā)器，制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取所需的氣化熱。低壓、高溫制冷劑蒸汽再由壓縮機抽吸、壓縮、進入下一次循環(huán)。在這個循環(huán)過程中，壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽，使制冷劑在蒸發(fā)器中產(chǎn)生低壓低溫、在冷凝器中產(chǎn)生高壓高溫的作用，是整個循環(huán)系統(tǒng)的心臟，毛細管起著節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，吸收被冷卻物的熱量，完成制取冷量。制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量，連同壓縮機產(chǎn)生的熱量，在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱向高溫物體發(fā)熱，從而達到制冷目的。冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理圖如圖1。嗤嗤聲咕嚕聲咕嚕聲嘩嘩聲呼呼聲嗡嗡聲、共振聲嗤嗤聲咕嚕聲咕嚕聲嘩嘩聲呼呼聲嗡嗡聲、共振聲放冷冷藏蒸發(fā)器放冷冷凍蒸發(fā)器毛細管節(jié)流降壓干燥過濾器干燥過濾高溫低壓氣體高溫高壓氣體除露管除露冷凝器散熱壓縮機低溫高壓液體低溫低壓霧狀液體冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理圖圖1二、故障現(xiàn)象及人工診斷依據(jù)與過程冰箱常見的故障現(xiàn)象有：制冷效果差、噪音、凝露、結霜（結冰）、箱體發(fā)熱等等。1、制冷效果差診斷依據(jù)與過程：當冰箱出現(xiàn)制冷效果不好的時候，應根據(jù)環(huán)境溫度適當調(diào)節(jié)溫度檔位。首先應檢查人工智能鍵是否開啟，若開啟了制冷效果還是不好，則說明人工智能鍵已經(jīng)失靈，此時需要手動關閉人工智能鍵，再進行手動調(diào)節(jié)各個室區(qū)溫度，冷藏室的溫度范圍一般在0—10攝氏度，變溫室的溫度范圍一般在零下10—零下18攝氏度，冷凍室的溫度范圍一般在零下16—零下26攝氏度。若人工智能鍵未開啟，則直接調(diào)節(jié)各個室區(qū)溫度。2、噪音診斷依據(jù)與過程：當冰箱出現(xiàn)噪音時，首先應檢查冰箱放置位置是否平穩(wěn)。再保證冰箱放置平穩(wěn)的條件下，檢查這種噪音是什么聲音。若是啪嗒聲，一般是啟動繼電器吸合或斷開時發(fā)出的聲音，這種聲音一般只在冰箱啟動或停機時發(fā)出，屬于正?，F(xiàn)象。若是嗡嗡聲，此為壓縮機正常正常工作的聲音，另外冰箱的放置位置也會影響其發(fā)出的聲音音量，應將冰箱放置在地面平坦且通風良好的地方。若是呼呼聲，一般是由于氣態(tài)制冷劑流動的聲音或冷凝風機（風冷機）工作過程中的風扇聲引起的；若是嘩嘩聲，則是由于液態(tài)制冷劑流動的聲音引起的；若是嗤嗤聲，則是由于液態(tài)制冷劑在毛細管中噴發(fā)出來的聲音引起的，若是咕嚕聲，則是由于液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)的聲音引起的。3、凝露診斷依據(jù)與過程：若凝露部位在冰箱側板或后背局部，由于冰箱冷藏室后壁是蒸發(fā)器，蒸發(fā)器有吸熱放冷的作用，此處溫度較低，空氣中的水蒸氣碰到冰涼的冰箱側板或后背就會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，此現(xiàn)象一般發(fā)生在夏季，主要是夏季溫度高，冰箱放置位置濕度大導致，建議將冰箱移到通風良好的地方使用，此現(xiàn)象即可減輕。若凝露部位在冰箱冷藏內(nèi)部，則是由于冷藏室后壁的蒸發(fā)器的吸熱放冷導致冷藏室內(nèi)部溫度較低，此時冷藏室內(nèi)的水蒸氣碰到冰涼的后壁就會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，冷藏室內(nèi)部后壁凝露屬于正?，F(xiàn)象。若凝露部位在門封處，檢查門是否關嚴門封是否變形，如果門未關嚴或門封變形，則會導致內(nèi)外熱交換快，因此會在門封位置形成大量凝露，建議將門關嚴并用電吹風將門封吹復；如果門已關嚴且門封未變形，此為開關門時內(nèi)部冷氣外漫在門封四周形成露水，屬于正?，F(xiàn)象，建議定期擦拭。若是冰箱整體凝露，此現(xiàn)象一般發(fā)生在夏季，主要是夏季環(huán)溫高，機器放置位置濕度大導致，建議將機器移到通風良好的地方使用，此現(xiàn)象即可減輕。4、結霜（結冰）診斷依據(jù)與過程：冰箱冷凍室結霜（結冰），若霜層不是很厚且抽屜能拉出，此為冷凍室溫度在零度以下，拉開抽屜時，外部濕度大的空氣進入濕度較低的抽屜內(nèi)會出現(xiàn)結霜的現(xiàn)象，加之放入的食物本身也會有水分，所以會出現(xiàn)此現(xiàn)象，是屬于正?，F(xiàn)象的；若霜層較厚或抽屜無法拉出，此時，建議2-3個月除一次霜，此現(xiàn)象即可減輕。5、箱體發(fā)熱診斷依據(jù)與過程：冰箱兩側的部位是冷凝器，冷凝器有吸冷放熱的作用，這種熱量有時最高能達到65度，人手摸上去會感覺到很燙，此現(xiàn)象屬于正?，F(xiàn)象。三、故障現(xiàn)象及診斷依據(jù)與推理過程表故障現(xiàn)象診斷依據(jù)診斷推理過程制冷效果不好冰箱正常工作時，各室區(qū)有相應的溫度范圍人工智能鍵開啟了還是制冷不好，表明人工智能鍵已失效，應先關閉人工智能鍵再調(diào)節(jié)各個室區(qū)溫度；人工智能鍵未開啟，則直接調(diào)節(jié)各個室區(qū)溫度。噪音冰箱正常工作時，噪音的門限值是52分貝放置不平穩(wěn)會導致冰箱發(fā)出噪音；啪嗒聲是啟動繼電器吸合或斷開時發(fā)出的聲音；嗡嗡聲是壓縮機正常正常工作的聲音；呼呼聲是氣態(tài)制冷劑流動的聲音或風冷機工作過程中的風扇聲；嘩嘩聲是液態(tài)制冷劑流動的聲音；嗤嗤聲是液態(tài)制冷劑在毛細管中噴發(fā)出來的聲音；咕嚕聲是液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)的聲音。凝露水蒸氣遇冷會形成露水冰箱冷藏室后壁是蒸發(fā)器，蒸發(fā)器有吸熱放冷作用，此處溫度較低，空氣中的水蒸氣碰到冰涼的冰箱側板或后背就會凝露，冷藏室內(nèi)的水蒸氣碰到冰涼的后壁也會凝露；若門未關好或門封變形，則會因內(nèi)外熱交換快而在門封處凝露；若門已關嚴且門封未變形，則會因開關門時內(nèi)部冷氣外漫在門封四周而凝露；如果冰箱放置位置濕度較大，則會導致冰箱整體凝露。結霜（結冰）濕空氣進入低溫環(huán)境會結霜（結冰）由于冷凍室溫度較低，拉開抽屜時，外面濕度較大的空氣進入到溫度較低的冷凍室會結霜。箱體發(fā)熱冷凝器具有吸冷放熱作用冰箱兩側的部位是冷凝器，冷凝器有吸冷放熱的作用，這種熱量有時最高能達65度。四、個體詞和謂詞符號化個體詞符號化個體詞符號個體詞符號冰箱BCD溫度temp冰箱后壁BCDbehind低溫環(huán)境lowt水蒸氣steam位置position濕空氣wetair風wind露水dew吸冷放熱作用func1霜frost吸熱放冷作用func2冰ice人工智能鍵key冷凝器coolmachine側面side蒸發(fā)器evapmachine聲音sound變溫室room1濕度humidity冷藏室room2熱量heat冷凍室room3狀態(tài)state噪音值noise零下10到零下18度temp1門door零到10度temp2門封doorseal零下16到零下26度temp3次數(shù)count時間time謂詞符號化謂詞符號謂詞符號A的工作狀態(tài)為BB(A，Work)檢測A的屬性BCheck(A，B)失效IneffectiveA的B在處于C中In(A，B，C)A的制冷效果為BCool(A，B)A的溫度temp(A)A的放置效果為BB(A，Place)調(diào)節(jié)A的屬性BAdjust(A，B)A進入BEnterinto(A，B)A升高UP(A)A出現(xiàn)B現(xiàn)象Appear(A，B)A的次數(shù)過多Many(A，count)A有B這個功能Have(A，B)A的時間過久long(A，time)A中有BOwn(A，B)中等（52分貝）middleA開啟并處于B狀態(tài)ON(A，B)中等以下（即52分貝以下）small開啟/未開啟ON/Off很大big打開AOpen(A)很低LowA發(fā)出BGiveout(A，B)適中（65度及其以下）approp不好Bad很高（65度以上）high關上的效果為AClose(A)差/不好Bad五、定義產(chǎn)生規(guī)則規(guī)則一R1：如果冰箱制冷差那么檢查人工智能鍵的狀態(tài)規(guī)則二R2：如果人工智能鍵處于開啟狀態(tài)但已失效那么關閉人工智能鍵并調(diào)節(jié)冰箱各室區(qū)的溫度規(guī)則三R3：如果各室區(qū)溫度所處范圍正常那么冰箱工作正常規(guī)則四R4：如果人工智能鍵未開啟冰箱制冷不好那么調(diào)節(jié)冰箱各室區(qū)的溫度規(guī)則五R5如果如果冰箱發(fā)出噪音那么檢查冰箱的放置位置規(guī)則六R6：如果冰箱放置位置不平那么需要將冰箱放置平穩(wěn)并檢查噪音分貝值規(guī)則七R7：如果冰箱放置位置平穩(wěn)那么檢查噪音分貝值規(guī)則八R8：如果噪音分貝大小在中等及中等以下那么冰箱工作正常規(guī)則九R9：如果噪音分貝值很大那么冰箱工作不正常規(guī)則十R10：如果冰箱的門未關上或門封變形那么冰箱門封處會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十一R11：如果開門次數(shù)過多那么冰箱門封處會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十二R12：如果冰箱的門打開時間過久那么冰箱門封處會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十三R13：如果冰箱放置位置濕度較大那么冰箱會出現(xiàn)結霜（冰）現(xiàn)象規(guī)則十四R14：如果冰箱會出現(xiàn)結霜（冰）現(xiàn)象那么調(diào)整冰箱位置規(guī)則十五R15：如果冰箱放置位置通風不好那么冰箱的發(fā)熱現(xiàn)象會更明顯規(guī)則十六R16：如果冰箱發(fā)熱發(fā)出的熱量溫度適中那么冰箱工作正常規(guī)則十七R17：如果冰箱發(fā)熱發(fā)出的熱量溫度很高那么冰箱工作不正常六、產(chǎn)生規(guī)則符號化表RuleIfThenR1Cool(BCD，Bad)Check(key，state)R2ON(key，Ineffective)~Open(key)∧Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)R3In(room1,temp,temp1)∧In(room1,temp,temp2)∧In(room1,temp,temp3)Normal(BCD,Work)R4Off(key，Work)∧Cool(BCD，Bad)Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)R5Giveout(BCD，noise)Check(BCD,poisition)R6～Stable(BCD，Place)Stable(BCD，Place)∧Check(BCD，noise)R7Stable(BCD，Place)Check(BCD，noise)R8In(BCD，noise，middle)∨In(BCD，noise，small)Normal(BCD,Work)R9In(BCD，noise，big)～Normal(BCD,Work)R10In(BCD，door，Close(Bad))∨In(BCD，doorseal，Bad)Appear(BCD，dew)R11Many(Open(door)，count)Appear(BCDseal，dew)R12long(Open(door)，time)Appear(BCDseal，dew)R13In(BCDposition，humidity，big)Appear(BCD,frost)∨Appear(BCD，ice)R14Appear(BCD,frost)∨Appear(BCD，ice)Adjust(BCD,position)R15Place(BCDposition，～wind)Giveout(BCD，heat)R16Giveout(BCD，heat)∧In(BCD，temp(heat)，approp)Normal(BCD,Work)R17Giveout(BCD，heat)∧In(BCD，temp(heat)，High)～Normal(BCD,Work)七、專家系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方案設計硬件系統(tǒng)設計圖如下：八、專家系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)方案設計軟件系統(tǒng)設計圖如下：用戶解釋器用戶解釋器推理機控制中心知識庫知識庫管理模塊接口事實庫診斷依據(jù)各模塊的功能為：（1）知識庫：知識庫是專家系統(tǒng)的核心，它是聯(lián)系推理機（包含冰箱的診斷推理過程）和控制中心（解釋并能預測冰箱的工作情況）的紐帶。知識庫包括兩部分內(nèi)容。一部分是已知的冰箱當前工作的數(shù)據(jù)信息，即事實庫；另一部分用來存放診斷冰箱故障的依據(jù)以及系統(tǒng)診斷期間所產(chǎn)生的中間結果。（2）知識庫管理模塊：知識庫管理模塊主要是根據(jù)用戶對冰箱當前的工作情況描述實時的對知識庫進行增加、刪除、更改等各種操作。（3）推理機：用于記憶冰箱故障的診斷依據(jù)與產(chǎn)生規(guī)則，使整個冰箱故障專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作，它能夠根據(jù)知識庫和用戶反映的冰箱故障問題進行推理并得出新的事實，再通過控制中心加載到知識庫中，而不是簡單地搜索現(xiàn)成的答案。（4）解釋器：能夠向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為，包括解釋推理結論的正確性以及系統(tǒng)輸出其他候選解的原因。（5）接口：接口又稱為界面，它能夠使系統(tǒng)與用戶進行對話，使用戶能夠輸入必要的數(shù)據(jù)，提出問題和了解推理過程及推理結果等。系統(tǒng)則通過接口，要求用戶回答提問，并回答用戶提出的問題，進行必要的解釋。（6）控制中心：能夠解釋當前冰箱的工作情況，并預測未來可能發(fā)生的情況，診斷冰箱可能發(fā)生的故障及其原因，不斷的修正診斷推理過程并控制冰箱故障的出現(xiàn)。一旦系統(tǒng)進入了運行，需要先將診斷規(guī)則讀入內(nèi)存，當出現(xiàn)對應狀況時，進行匹配。本系統(tǒng)模型可以在運行中不斷對知識庫進行更新和擴充，具有自學習和自我完善的優(yōu)點。九、推理過程與問題求解推理過程與問題求解策略是：當用戶使用人工智能系統(tǒng)進行診斷時，首先需要輸入故障現(xiàn)象和初步的觀察結果，把這些輸入到專家系統(tǒng)里，然后系統(tǒng)就根據(jù)所輸入的內(nèi)容進行判斷，當所輸入的觀察現(xiàn)象不能滿足時就會失敗退出，若能夠滿足規(guī)則的前項時就直接得出規(guī)則的后項，再對所得后項進行一系列的判斷，當系統(tǒng)提示用戶進行進一步檢測時，用戶需要做相應的檢查，然后把所得的結果以謂詞公式的形式輸入系統(tǒng)放入事實庫中，之后系統(tǒng)再重新進行判斷，直到得出最終結果。其流程如下：十、ES故障診斷算例例1：冰箱制冷效果不是很好。首先應檢查人工智能鍵是否開啟，如果開啟了制冷效果還是不好，則說明人工智能鍵已失效，此時需要手動關閉人工智能鍵，再進行手動調(diào)節(jié)變溫室、冷藏室、冷凍室的溫度。如果變溫室、冷藏室、冷凍室的溫度在參考范圍內(nèi)，那么冰箱就正常工作。觀測現(xiàn)象：冰箱制冷不好Cool(BCD，Bad)故障處理：關閉人工智能鍵～Open(key)調(diào)節(jié)變溫室、冷藏室和冷凍室的溫度Adjust(room1，temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)推理：規(guī)則一IfCool(BCD，Bad)ThenCheck(key，state)檢查結果：人工智能鍵開啟但已失效ON(key，Ineffective)規(guī)則二IfON(key，Ineffective)Then～Open(key)∧Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2，temp)