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地空导弹混合智能故障诊断专家系统的设计与实现

许东  
【摘要】: 目前,随着我军装备的地空导弹种类的增多,设备复杂性和自动化程度的提高,导弹系统的故障诊断问题已变得日趋突出。尤其是在导弹研制试射阶段,由于实弹打靶次数有限,故障诊断知识贫乏,所以如何充分利用现有的导弹故障诊断知识,从有限的可测信号和征兆中较为准确的诊断出导弹试射过程中出现的故障,已成为加快地空导弹研制进程的关键环节。 地空导弹系统的复杂性决定了采用基于常规或单一的故障诊断方法通常很难对系统进行全面可靠的诊断,而且诊断效率极低。围绕地空导弹故障诊断系统的设计与开发,本文提出了一种基于混合智能故障诊断专家系统的方法对包含初、中、末三个制导段的地空导弹试射过程进行诊断。在诊断中,首先利用基于规则推理的故障诊断专家系统对一些浅层的导弹系统故障进行诊断,然后利用基于集成神经网络的故障诊断专家系统对某些局部故障,如导弹稳定控制系统的故障作进一步诊断。实践证明,混合智能故障诊断专家系统即能有效的利用现有的故障诊断知识,又能弥补故障诊断知识不足的缺陷。本论文的研究与设计工作主要包括以下几个方面: 1.研究了基于符号推理和神经网络两种机制的智能故障诊断专家系统的原理和设计方法,针对地空导弹故障诊断问题的特殊性,提出了将两种诊断机制相结合的设计思路。 2.深入研究了基于规则推理的地空导弹故障诊断专家系统的设计方法,并对系统进行了设计,包括规则知识库的构建、推理算法的设计以及诊断知识库管理与维护系统的组建。 3.研究了小波能量谱分析技术在地空导弹故障数据特征提取方面的应用;提出了基于样本综合离散度和参数诊断置信度两种诊断参数选择的方法,从而为基于集成神经网络的故障诊断做好了准备。 4.研究了集成神经网络的基本原理及其在故障诊断中的应用,并对基于集成神经网络的地空导弹故障诊断专家系统进行了设计与仿真。 5.研究了地空导弹混合智能故障诊断专家系统的软件设计方法,并对整个系统进行了软件开发与实现。


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