基于故障树的民航甚高频通信设备故障诊断系统研究(硕士)

基于故障树的民航甚高频通信设备故障诊断系统研究(硕士)(论文32000字)
Research of fault diagnosis for VHF communication device based on fault-tree
摘  要
甚高频通信系统已经发展成高度集成化和数字化的电子通信专业设备，这就决定了其故障分析和维护任务的难度越来越高。通过基于故障树的故障分析研究主要是通过人机界面使诊断系统与专家交互，从而提高维护人员的排故效率、缩短维修时间，提高设备维护能力具有非常重要的现实意义。 本文采用了将基于规则的故障诊断系统与故障树分析法相结合的方式，建立基于故障树的甚高频设备故障诊断系统。本文首先研究了故障树分析法的原理及故障树建立的方法，并在此基础上研究了诊断系统的基本结构和建立要求。同时，为了获取知识库的知识，本文针对全国空管系统主用的OTE、RS、PAE三大厂家甚高频通信设备长期以来的故障数据进行了搜集、整理和分析，并根据其故障机理，以故障树的形式对其典型故障进行了全面而系统的分析。同时结合了产生式知识表示法，采用正向推理的方法来形成系统推理机，实现了对知识的利用。本文以后台数据库管理系统 ACCESS 2007 作为开发平台，创建基于故障树的甚高频通信设备故障诊断系统知识库，采用 ADO 数据库访问技术来创建知识库的管理系统，并借助 Visual Basic 优秀的综合开发能力及友好的可视化人机交互界面操作方式，设计其应用程序，完成了对话框形式的故障诊断系统的开发。最后以甚高频系统收发机故障这一典型故障为例，模拟验证了该系统的可用性，同时也说明了该系统具有通用性。

关键词:甚高频通信；故障树；诊断系统
 
Research of fault diagnosis system for VHF communication device based on fault-tree
Abstract
It is a complicated job to analyse an aircraft either from the perspective of structure or the system, and it makes the maintenance work a hard one. In this case,  it is significantely meaningful to establish a fault diagnosis system. Based on the fault-tree theory, the system can make the experts interact with the diagnosis system
through man-machine interface,which can improve the efficiency of trouble shooting work and cut the time of maintanence. In this paper, a fault-tree diagnosis system for VHF communication is established by combining the rule-based  fault diagnosis system with fault-tree analysis method. Firstly, the princples of fault-tree analysis and the fault-tree building method are analyzed, and then the structure of expert system is studied. In the mean time, based on the systematic analysis of the long-term fault data and its fault mechanism, typical faults of communication device are analyized.Combined with the production of knowledge representation, system  inference  engine is formed by forward reasoning approach.
Using the ACCESS 2007 database management system to be the development platform, the database of the based on fault-tree Diagnosis Expert System for general aircraft is built. A knowledge base management system is created by ADO database access technology. Denpending on the well intergrated development capabilities and its outstanding friendly visual interface, the diagnostic expert system with a friendly interface was programmed by Visual Basic. Finally, taking the fault ofcavity filter  as an example, the system is proved to be versatile and have good prospection.
Keywords　VHF Communication, Fault Diagnosis, Fault Tree Analysis
 
目  录
摘  要    I
Abstract    II
目  录    III
第1章 绪论    1
1.1 论文研究背景    1
1.2 论文研究的目的和意义    3
1.3 国内外研究的现状    4
1.4 论文主要研究内容    6
第2章 故障树分析    8
2.1 故障树分析法概述    8
2.2 故障树的建立    9
2.2.1 故障树分析法中的基本概念和符号    9
2.2.2 故障树建立所需的数学基础    10
2.3 故障树的建立    12
2.3.1 故障树建立的基本方法    12
2.3.2 故障树分析法的步骤    13
2.4 故障树的分析方法    14
2.4.1 故障树的定性分析    14
2.4.2 故障树的定量分析    15
2.5 本章小结    17
第3章 基于规则的诊断系统原理及结构概述    18
3.1 诊断系统的基本概念    18
3.1.1 诊断系统的特点及优点    19
3.2 诊断系统的构建    19
3.2.1 知识库的建立与维护    19
3.2.2 推理机    23
3.2.3 人机界面    24
3.2.4 故障树与诊断系统的联系    24
3.3 故障树与诊断系统的联系    25
3.4 本章小结    25
第4章 甚高频通信设备故障树的建立    27
4.1 甚高频设备概述    27
4.1.1 甚高频设备的组成    28
4.2 甚高频设备主要单元功能    30
4.2.1 发射机    30
4.2.2 收信机    31
4.3 甚高频设备故障统计    31
4.3.1 按设备故障等级分    31
4.3.2 按设备故障厂家分    32
4.3.3 按设备故障成因分    33
4.4 甚高频设备故障树建立    34
4.5 故障树定量分析    41
4.5.1 故障树一：室外单元故障树底事件数据统计    41
4.5.2 故障树二：收发机设备故障树底事件数据统计    42
4.6 本章小结    43
第5章 甚高频通信设备故障诊断系统设计    44
5.1 系统整体框架设计    44
5.2 知识库    46
5.2.1 知识的表示方法    46
5.2.2 知识库的构建与知识的存储    46
5.2.3 知识库的维护和管理    46
5.3 推理机设计    48
5.3.1 推理流程    48
5.3.2 推理方向    49
5.4 解释机制    50
5.5 系统的维护    50
5.5.1 权限的分配    50
5.5.2 维护任务    50
5.6 系统的通用性和扩展性    51
5.7 本章小结    51
结论    52
参考文献    54