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基于C++接口的CLIPS专家系统的嵌入式编程实现

张宇宏  
【摘要】:专家系统是早期的人工智能一个十分重要的分支,它是采用人工智能中的知识推理技术和知识表示来模拟原本由领域专家才能解决的复杂问题。专家系统可以看作是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统。通常说来,专家系统=知识库+推理机,因此专家系统也被称为基于知识的系统。一个专家系统需具备三个要素:领域专家级知识、模拟专家思维和达到专家级水平。[1] CLIPS是C Language Integrated Production System的缩写,是一种专家系统工具,最初由NASA/Lyndon B. Johnson太空中心软件技术研究室开发出来。自1986年首次发布以来,CLIPS经历了不断的改进和完善,现在它已经被广泛的应用在数以万计的全球用户中。[2] 本论文以炼铁厂烧结工艺原料矿实时动态配比计算模型项目为依托,从模型的应用需求出发,以CLIPS专家系统在模型外部接口C++平台上的应用实现为主线,介绍了专家系统的发展,概述了CLIPS专家系统的定义和表示方式,探讨了CLIPS专家系统代码在C++接口编程中的存储方式,提出了基于C++接口的CLIPS专家系统的嵌入式编程的具体方法,其中包括参数的组织形式、参数数量检查、伪代码的替换处理、CLIPS运行环境的构造和推理结果的收集处理返回。 本论文的主要工作有: (1)探讨了CLIPS专家系统代码在C++接口编程中被调用时的三种存储方式,并确定了用XML来对其进行存储的方式是最优的,实践表明,此方式最利于烧结工艺配料模型项目的规则存储; (2)提出了在基于C++接口实际应用模型中的CLIPS专家系统运行环境的构造方式,即对CLIPS针对C++的接口代码进行修改和再编译,生成DLL文件来支持烧结工艺配料模型项目的CLIPS代码规则执行; (3)实现了对CLIPS专家系统运行结果——“条件”事实和“结果”事实进行解析的操作,并将其提炼成C++语言能识别的数据,从而转化为烧结工艺配料模型的输出结果; (4)以烧结原料矿实时动态配比计算模型(基于C++接口)为应用载体,运用CLIPS专家系统编写业务逻辑规则,构建出CLIPS专家系统的运行环境,最终实现将推理结果返回给模型调用接口的功能要求。


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