【船舶電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)探究7500字（論文）】

所示。圖3.1故障診斷專家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架其工作原理可陳述為：用戶借助人機(jī)交互界面來輸入故障數(shù)據(jù)等資料到專家系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)信息不足時(shí)會(huì)多次要求用戶不斷補(bǔ)充信息。系統(tǒng)將得到的參數(shù)轉(zhuǎn)化為特征向量后傳輸?shù)酵评頇C(jī)，推理機(jī)載入事先定好的診斷規(guī)則和數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)的故障知識(shí)相匹配，完成快速診斷推理后將完成配對(duì)的信息傳輸?shù)骄C合數(shù)據(jù)庫(kù)，最終的推理結(jié)果由解釋機(jī)展示給用戶。同時(shí)，專家也可以通過人機(jī)交互界面根據(jù)使用者反饋的故障信息對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行不斷地維護(hù)、優(yōu)化和更新?lián)Q代，保證專家系統(tǒng)可以一直保持最優(yōu)的狀態(tài)[12]。3.2診斷機(jī)理與診斷過程用于船舶電力系統(tǒng)故障診斷的專家系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障情況的綜合性診斷分析，其診斷依據(jù)是各個(gè)繼電保護(hù)和不同類型的監(jiān)測(cè)設(shè)備采集到的相關(guān)信息，診斷分為在線診斷和離線診斷。為了保證所有供電設(shè)備的正常運(yùn)行，必須迅速準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)并及時(shí)隔離故障區(qū)域。一旦確定其中某一個(gè)元器件發(fā)生運(yùn)行故障，對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)元件會(huì)迅速動(dòng)作，將故障點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立的劃分和保護(hù)，這是保護(hù)繼電設(shè)備必須應(yīng)具有的功能[11]。在線診斷：保護(hù)繼電器的本質(zhì)就是對(duì)其特定管理保護(hù)區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問題時(shí)及時(shí)采取保護(hù)動(dòng)作，依靠另外的電氣監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示其運(yùn)行數(shù)據(jù)，得以保證其工作穩(wěn)定。因有監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)支持，系統(tǒng)可以第一時(shí)間檢測(cè)到故障點(diǎn)，同時(shí)向繼電保護(hù)裝置發(fā)送故障診斷信息并及時(shí)對(duì)故障部分的采取應(yīng)急保護(hù)動(dòng)作。在啟用故障診斷的專家系統(tǒng)后，可以在自檢過程中借助網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲R(shí)體系對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)做出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷，為解決電力系統(tǒng)的故障做好準(zhǔn)備工作。離線診斷：當(dāng)船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障或要判斷是否真有故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)直接停機(jī)，進(jìn)行檢查，這就是離線診斷。離線診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)和故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)。專家系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該最先考慮是否為電網(wǎng)設(shè)備的故障，所以先檢測(cè)船舶電力系統(tǒng)的輸電線路是否有故障。如果其電力系統(tǒng)的電流、電壓等參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果顯示是由輸電線路短路和接地故障等情況引起時(shí)，則立即停止檢測(cè)，并迅速啟動(dòng)故障修復(fù)程序。這種做法不僅可以為船員節(jié)省大量的搶修時(shí)間，盡快恢復(fù)船舶電力系統(tǒng)的正常工作，還可以保證后續(xù)的設(shè)備故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性。為了降低電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率，專家系統(tǒng)要時(shí)刻保持自檢狀態(tài)。3.3故障診斷專家系統(tǒng)推理機(jī)制用于故障診斷的專家系統(tǒng)的最重要部分是其推理機(jī)制，一個(gè)專家系統(tǒng)的性能是否強(qiáng)大依靠其數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和推理機(jī)制的靈活性。一個(gè)擁有龐大知識(shí)庫(kù)的系統(tǒng)必須擁有應(yīng)用知識(shí)的能力，才可以迅速解決專業(yè)性的問題。傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)在解決問題時(shí)，一般都只使用單一的問題求解策略，系統(tǒng)在推理過程中容易出現(xiàn)“匹配沖突”、“無窮遞歸”等各類問題，這使得專家系統(tǒng)工作的效率十分緩慢，專家系統(tǒng)的性能無法滿足用戶的工作需求。為了提高故障判斷的效率，現(xiàn)在大多采用將專家系統(tǒng)的推理機(jī)制和專家系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)相結(jié)合的方法。隨著技術(shù)的進(jìn)步，專家系統(tǒng)可以采用混合雙向推理方法，使用人和計(jì)算機(jī)相結(jié)合的方法采集現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，使整個(gè)專家系統(tǒng)更高效的運(yùn)行、更快更準(zhǔn)確的計(jì)算出推理結(jié)果[13]。（1）診斷電網(wǎng)模塊的推理機(jī)制船舶電網(wǎng)設(shè)備模塊曾多次出現(xiàn)故障，根據(jù)船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)應(yīng)首先考慮，為了獲得更快的推理速度，目前對(duì)輸電線路的故障診斷大多采用正向推理的方式進(jìn)行檢測(cè)，專家系統(tǒng)將獲取的故障特征信息載入到綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，讓數(shù)據(jù)庫(kù)按照規(guī)則進(jìn)行逐一比對(duì)，將成功匹配成功的規(guī)則作為新事實(shí)添加到綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)更新。更新后的數(shù)據(jù)庫(kù)要重復(fù)的進(jìn)行比對(duì)和更新數(shù)據(jù)庫(kù)，直到得出結(jié)論或不增添新內(nèi)容。（2）診斷其他模塊的推理機(jī)制當(dāng)故障診斷專家系統(tǒng)對(duì)船舶電力系統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)備模塊診斷完畢后未發(fā)現(xiàn)任何故障信息，說明故障出現(xiàn)在其他模塊，需要對(duì)其他模塊進(jìn)行再檢測(cè)。因?yàn)槭Ｏ碌钠渌K相對(duì)于電網(wǎng)模塊來說故障點(diǎn)十分有限，所以檢測(cè)難度相對(duì)而言大大下降?？刹捎谜蛲评砗头聪蛲评碛袡C(jī)結(jié)合的方法，這可以顯著提升檢測(cè)故障的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行故障推理時(shí)，先用正向推理假設(shè)可能存在的故障點(diǎn)，之后運(yùn)用反向推理對(duì)假設(shè)的故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，迅速完成故障點(diǎn)的搜尋，及時(shí)的排除故障，盡可能保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，提升船舶電網(wǎng)的可靠性。4專家系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)的故障診斷的發(fā)展趨勢(shì)目前投入使用的故障診斷專家系統(tǒng)大多數(shù)為單設(shè)備故障診斷，綜合性故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸占據(jù)市場(chǎng)，未來故障診斷專家系統(tǒng)會(huì)從故障發(fā)生后診斷向設(shè)備故障預(yù)測(cè)的方向發(fā)展：由現(xiàn)場(chǎng)故障診斷向以計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)建造的遠(yuǎn)程遙控故障檢測(cè)方向發(fā)展。以遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷、自動(dòng)修復(fù)為研究重點(diǎn)，改革維修為手段、實(shí)現(xiàn)故障診斷專家系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化。為了解決產(chǎn)生式專家系統(tǒng)的弊端以及提升專家系統(tǒng)各模塊間的聯(lián)系，未來我國(guó)學(xué)者將更進(jìn)一步采用往專家系統(tǒng)中加入語義網(wǎng)的方法；同時(shí)為了提高專家系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性，船舶電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)也可能更深入的采用遺傳禁忌混合算法或模糊規(guī)則等來獲得提升[14]。在專家系統(tǒng)不斷完善和發(fā)展的背景下，船舶電力系統(tǒng)的故障診斷方法已經(jīng)趨于成熟，逐漸向多種算法聯(lián)合、多信息交匯、多智能系統(tǒng)協(xié)同方向發(fā)展。用于船舶電力系統(tǒng)故障診斷的專家系統(tǒng)正在向自主學(xué)習(xí)、自動(dòng)診斷維護(hù)、預(yù)測(cè)故障的方向發(fā)展?？梢愿鼜V泛的解決船舶電力系統(tǒng)的故障，為船舶制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供更可靠的支持。5研究結(jié)論本文采用了文獻(xiàn)研究法對(duì)基于專家系統(tǒng)的船舶電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析，通過構(gòu)建專家系統(tǒng)的框架圖來簡(jiǎn)述專家系統(tǒng)各部分的聯(lián)系，探討了專家系統(tǒng)的診斷機(jī)理、診斷過程以及故障診斷專家系統(tǒng)的推理機(jī)制，并針對(duì)專家系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)中故障診斷的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）專家系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)的運(yùn)用中，專家系統(tǒng)的自檢功能能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)船舶電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)故障做出判斷，為解決電力系統(tǒng)故障做好了充足的準(zhǔn)備，能有效節(jié)省船員的搶修時(shí)間，降低電氣設(shè)備的故障概率，提高了船舶航行的安全性。（2）專家系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)的故障診斷中，運(yùn)用正向推理和反向推理有機(jī)結(jié)合的方法可以快速準(zhǔn)確的診斷船舶電力系統(tǒng)的故障，并及時(shí)排除故障，有效的保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。（3）目前專家系統(tǒng)在不斷完善和發(fā)展，且船舶電力系統(tǒng)的故障診斷方法已經(jīng)趨于成熟。未來用于故障診斷的專家系統(tǒng)將向著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，更系統(tǒng)、全面的解決船舶電力系統(tǒng)的故障。

參考文獻(xiàn)[1]趙磊磊.基于專家系統(tǒng)的船舶電力系統(tǒng)故障診斷方法研究[D].江蘇科技大學(xué),2018.[2]鄭文盛.故障診斷專家系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2010,10(04):88-89.[3]朱永利,尹金良.人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐綜述[J].發(fā)電技術(shù),2018,39(02):106-111.[4]段明赫.人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].通訊世界,2018,25(12):223-224.[5]吳劍斌,高樹澤.人工智能在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用探討[J].通信電源技術(shù),2020,37(02):271-272.DOI:10.19399/ki.tpt.2020.02.123.[6]郭麗麗,段麗.電子工程領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2021,17(28):88-89+94.DOI:10.14004/ki.ckt.2021.3004.[7]蔣亞.專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].科技資訊,2011(02):112.DOI:10.16661/ki.1672-3791.2011.02.099.[8]張鐵軍,申如弦,劉予晉.船舶電力系統(tǒng)的分析與應(yīng)用[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2018,17(03):54-56.[9]梁純,仇文寧.人工智能技術(shù)在船舶電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù),2018,40(16):52-54.[10]潘春蘭.人工智能技術(shù)在船舶電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].新型工業(yè)化,2020,10(04):78-81.DOI:10.19335/ki.2095-6649.2020.04.019.[11]程曉絮,眭仁杰.基于專家系統(tǒng)的船舶電力系統(tǒng)故障診斷探究[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2020,20(09):70-71.[12]鄭