地磅多傳感器相關(guān)性與智能容錯方法研究

傳感器是自動(dòng)化設備的核心部件,傳感器故障檢測顯得尤為重要.考慮到汽車(chē)維修,目前的困難的維護,確定有效精度的傳感器故障,提出了采用徑向基函數神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(RBFNN)初始化數據庫值預測專(zhuān)家系統的方法.現場(chǎng)測試的準確率在96%以上,可以有效地、方便地確定傳感器的質(zhì)量,并確定故障傳感器的位置.

專(zhuān)家系統是人工智能技術(shù)的一個(gè)重要分支，其主要表現是它可以模仿人類(lèi)專(zhuān)家額的思維來(lái)解決特定領(lǐng)域中的復雜問(wèn)題。專(zhuān)家系統必須包含大量的領(lǐng)域專(zhuān)家的知識，并具備推理的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

稱(chēng)重傳感器是靜態(tài)地磅的重要組成部件，由于使用環(huán)境大多都在室外露天環(huán)境，受到雨水或潮濕空氣的影響易于出現性能蛻化、故障，甚至失效，將給后續的檢測、控制及其診斷等帶來(lái)一系列的影響，產(chǎn)生誤診斷、誤警報，甚至造成不可估量的損失。為了避免傳感器故障或失效帶來(lái)的嚴重后果，需要對傳感器的故障或失效進(jìn)行甄別，最基礎的方法就是人工定期校準，但人工校準不但耗費人力、物力，而且絕大部分情況下根本無(wú)法進(jìn)行。

目前傳感器故障診斷方法普遍有：冗余法診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )方法等，這些方法都需要利用傳感器輸出之間的關(guān)系，在多路傳感器相關(guān)系的前提下，本文提出了基于專(zhuān)家系統的傳感器故障檢測，利用徑向基函數神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )擬合值和實(shí)測值，初始化專(zhuān)家系統數據庫，為決策提供數據依據。

近年來(lái)，各種故障診斷和智能故障診斷方法迅速發(fā)展起來(lái)，對汽車(chē)有多傳感器系統的典型特征，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )方法用于其它傳感器的故障診斷與容錯方法具有重要的參考價(jià)值，徑向基函數神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )由于其具有較強的非線(xiàn)性函數逼近能力和自我學(xué)習功能，收斂速度快、魯棒性好，無(wú)局部極小點(diǎn)，已廣泛應用于系統建模、函數逼近、非線(xiàn)性估計等；地磅稱(chēng)重傳感器輸出相互關(guān)聯(lián)的，它們之間存在非線(xiàn)性關(guān)系，建立與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的預測網(wǎng)絡(luò )的核心，構件函數模型，當傳感器故障，估計傳感器正常輸出，和其它正常的稱(chēng)重傳感器信號，完成任意傳感器失效狀態(tài)下地磅的準確稱(chēng)重，以避免采用傳統方法所導致的稱(chēng)重系統失效。

1.靜態(tài)稱(chēng)重系統

靜態(tài)稱(chēng)重系統主要有稱(chēng)重傳感器和測量軟件組成，包括承重臺、稱(chēng)重儀表和計算機，根據稱(chēng)重秤的設計，一般具有4-12路稱(chēng)重傳感器，它是根據一定的拓撲結構，在地磅負荷傳感器的負載下分布的，由于承重臺面的機械構造特殊，它不僅體積大、自重高，因此，安裝和維修都很困難。

2.專(zhuān)家系統

專(zhuān)家系統故障診斷方法，主要用于那些沒(méi)有精確數學(xué)模型或很難建立數學(xué)模型的復雜系統，其診斷過(guò)程是當計算機收到故障信息后，綜合運用各種規則一系列的推理，快速找到最有可能的最終故障或故障傳感器。專(zhuān)家系統是一種模擬專(zhuān)家決策能力的計算機系統，它由知識庫、數據庫、人機界面、推理機和解釋系統組成。它的核心是知識庫和推理機。專(zhuān)家系統的性能和解決問(wèn)題的能力取決于知識的數量和質(zhì)量。數據庫用于存儲初始數據和推理過(guò)程中得到的中間數；推理機其實(shí)是一套計算機程序，通過(guò)人機接口采集數據，并結合知識庫進(jìn)行推理決策和解決問(wèn)題；解釋器即向用戶(hù)解釋專(zhuān)家系統的行為，人機界面是人與機器之間的接口，它用來(lái)將專(zhuān)家的輸入信息轉化為機器語(yǔ)言，并輸出系統的輸出反饋信息。

3.在軟件中的應用

在基于規則的診斷專(zhuān)家系統中，領(lǐng)域專(zhuān)家的知識和經(jīng)驗都表示為生產(chǎn)規則，一般形式是：if<前提>then<結論>其中的前提是，該模型可以匹配的數據，并得出結論時(shí)，可以得出滿(mǎn)意的結論?；谝巹t的診斷知識表示形式直觀(guān)、形式化，解決了小規模問(wèn)題時(shí)的效率高的問(wèn)題。故障診斷是靜態(tài)稱(chēng)重軟件的一部分，在程序中添加一個(gè)簡(jiǎn)單的判別語(yǔ)句、人機交互界面可以很直觀(guān)的顯示各種傳感器的當前狀態(tài)，通過(guò)判斷檢測閥值的大小和故障傳感器的數量，它可以快速、有效地確定故障傳感器的位置。

4.結束語(yǔ)

根據目前車(chē)輛規模的維護和維修的難度，基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的專(zhuān)家系統提出了初始化數據庫，專(zhuān)家系統中的傳感器故障，數據預測的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)擬合，而不是大量的數據，傳統的數據庫，只有少量的信息通過(guò)稱(chēng)重可以有效地進(jìn)行故障診斷。通過(guò)多次現場(chǎng)采集、計算、靜態(tài)測試，得出該方法準確率達到96%以上，為系統的檢修和維護節省了大量的人力和物力。