模糊推理丰田凌志空调故障诊断系统设计方案.docx
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模糊推理丰田凌志空调故障诊断系统设计方案
本科毕业设计
设计题目:
基于模糊推理的丰田凌志400空调故障诊断系统设计
姓名
学院
专业
年级
学号
指导教师
2012年6月22日
1引言…………………………………………………………………………………………………
2
2绪论…………………………………………………………………………………………………
2
2.1汽车故障检测与诊断…………………………………………………………………………
2
2.1.1汽车检测与诊断…………………………………………………………………………
2
2.1.2汽车故障诊断的指标……………………………………………………………………
3
2.1.3汽车故障检测与诊断的目的与意义……………………………………………………
3
2.1.4检测诊断的类型、方法和特点…………………………………………………………
4
2.1.5汽车故障诊断专家系统…………………………………………………………………
4
2.2本章主要研究……………………………………………………………………………
6
3丰田凌志400空调系统故障诊断技术…………………………………………………………
6
3.1汽车空调的组成与功用……………………………………………………………………
6
3.1.1丰田凌志400汽车空调系统的组成……………………………………………………
7
3.1.2丰田汽车空调系统的特点及布置………………………………………………………
7
3.1.3丰田凌志400空调制冷系统工作原理…………………………………………………
9
3.2常见空调系统问题…………………………………………………………………………
9
3.3丰田凌志400汽车空调系统的故障诊断方法……………………………………………
11
4基于模糊推理的故障诊断系统的概述…………………………………………………………
14
4.1系统的基本原理……………………………………………………………………………
14
4.2系统的基本结构……………………………………………………………………………
15
4.3系统的主界面………………………………………………………………………………
16
4.4系统的功能…………………………………………………………………………………
17
4.4.1系统的诊断功能…………………………………………………………………………
17
4.4.2系统的辅助功能…………………………………………………………………………
17
5基于模糊推理的丰田凌志400空调系统故障诊断系统的开发研究……………………………
18
5.1模糊诊断原理………………………………………………………………………………
18
5.1.1故障原因集和故障症状集………………………………………………………………
18
5.2模糊诊断矩阵………………………………………………………………………………
19
5.2.1模糊诊断矩阵的建立……………………………………………………………………
19
5.2.2确定隶属函数……………………………………………………………………………
20
5.2.3常见隶属度决定方法……………………………………………………………………
20
5.2.4灰色关联度分析法………………………………………………………………………
22
5.3模糊诊断方法………………………………………………………………………………
26
5.4模糊运算方法………………………………………………………………………………
26
5.4.1模糊诊断原则……………………………………………………………………………
26
5.5模糊知识表示………………………………………………………………………………
27
5.5.1故障征兆发生程度模糊表示……………………………………………………………
27
5.5.2知识规范化………………………………………………………………………………
27
5.6推理策略……………………………………………………………………………………
27
5.6.1正向推理…………………………………………………………………………………
28
5.6.2反向推理…………………………………………………………………………………
28
5.6.3正反向混合推理…………………………………………………………………………
29
5.6.4本系统采用的推理策略…………………………………………………………………
29
5.7混合模糊推理诊断实例………………………………………………………………………
31
5.8本章主要研究…………………………………………………………………………………
31
6系统开发……………………………………………………………………………………………
32
6.1基于模糊推理的诊断开发……………………………………………………………………
32
6.1.1诊断知识在计算机的中的表示…………………………………………………………
32
6.1.2进行计算机编程实现模拟系统…………………………………………………………
33
7结论…………………………………………………………………………………………………
37
参考文献………………………………………………………………………………………………
38
感谢……………………………………………………………………………………………………
40
基于模糊推理的丰田凌志400空调故障诊断系统设计
摘要:
随着科学技术的发展、经济的不断进步以及汽车市场的不断完善,人们对于汽车空调的需求也不断地多样化。
汽车空调已经成为不可或缺的设备,空调故障诊断的问题也不断引起人们的注意,因此模糊推理的故障诊断系统设计变得更加重要。
本文确定了以汽车空调故障诊断作为主要研究内容,本文利用了灰色关联度的分析方法,设计了系统的体系结构并介绍了其开发方法,并且确定采用符合常规思维的混合模糊推理策略作为诊断模块的推理操作方法。
通过利用VisualBasic语言和Access数据库进行系统设计,本文主要是对故障诊断模块的开发作了研究。
关键字:
汽车空调。
故障诊断。
专家系统。
模糊推理
BasedonthefuzzyinferenceToyotaLexus400air
Conditiondiagnosissystemdesign
Abstract:
Withthedevelopmentofscienceandtechnology,economyandtheadvancementofautomarketcontinuestoimprove,peoplefortheautomobileairconditioningdemandconstantlydiversification.Automotiveairconditioninghasbecomeanindispensableequipment,faultdiagnosisproblemhascausedtheattentionofpeople,sothefuzzyinferencefaultdiagnosissystemdesignisbecomingmoreandmoreimportant.Thisarticleidentifiesinautomobileairconditioningbreakdowndiagnosisasthemainresearchcontent,thispaperusesthegreyrelationaldegreeanalysismethod,designthearchitectureofthesystemandintroducesthedevelopmentmethods,andidentifiedwiththeconventionalthinkinginthemixedfuzzyreasoningstrategyasadiagnosticmodulereasoningmethodofoperation.ThroughtheuseofVisuallanguageandBasicAccessdatabasesystemdesign,thispaperismainlyaboutthefaultdiagnosismoduleforthedevelopmentofastudy.
Keywords:
automobileairconditioningfaultdiagnosis。
expertsystem。
fuzzyreasoning
1引言
汽车空调系统是通过对车厢空气进行了制冷、加热、换气和空气净化的必备装置。
为乘车人员提供舒适了乘车环境,并且能够降低驾驶员的疲劳强度。
不同类型空调系统的布置方式也有所不同。
现在轿车最广泛采用的是冷暖一体式空调系统。
布置型式就是将蒸发器、离心式鼓风机、暖风散热器、操纵机构组装在一起,称为空调器总成。
现代空调系统由供暖系统、制冷系统、通风和空气净化装置、控制系统组成。
当汽车空调系统的内部发生故障,通过依靠传统维修方法把汽车空调进行了拆卸,逐步检查,不仅能够造成人力、物力的浪费,而且也有可能因精密零件的加工、装配工艺要求高,在重新装配受到设备、工艺和维修水平的限制而不能达到原有技术的要求,容易使汽车空调功能降低。
因此汽车空调系统万一出现了故障,对维修人员来说那是相当复杂的一个维修过程。
迅速准确地确定故障部位及其发生的原因也是十分必要的,汽车诊断技术就是以最小的劳动消耗来可靠地评价汽车及其技术状况。
本文通过利用模糊建立的空调系统故障诊断技术对汽车空调系统的故障进行诊断。
它就是将汽车维修领域专家的知识及大量实际维修经验通过进行汇总,并且模拟汽车维修专家来进行了故障诊断的计算机模拟系统,计算机根据提供的故障数据,来引导用户逐步进行进一步的诊断,最终确定了汽车空调故障的部位,并提出了维修建议,同时根据使用者的要求不断修改完善诊断知识库,从而将维修人员达到维修专家的水平。
2绪论
2.1汽车故障检测与诊断
2.1.1汽车检测与诊断
汽车故障诊断和检测技术是指在整车不解体的情况下,确定汽车的技术状况,查明故障原因和故障部位的汽车应用技术,它包括汽车故障诊断技术和检测技术,也可统称为汽车诊断技术。
汽车诊断,是指在不解体汽车或总成的条件下,运用科学的方法与手段,根据汽车工作的症状来判断汽车的技术状况,查明故障部位及原因的技术。
汽车检测,是为确定汽车技术状况或工作能力的检查。
汽车检测技术是从汽车维修技术衍生出来,由汽车维修伴随着汽车技术的发展而发展的。
在早期的汽车维修过程中,主要是通过有经验的维修人员发现汽车故障并作有针对性的修理。
即过去人们常讲的“望(眼看)”(例如:
通过观察汽车外观或车辆行驶状态判断故障)、“闻(耳听)”(例如:
通过发动机等运转发声判断故障)、“问(询问)(例如:
通过询问驾车人员车辆使用情况或现象判断故障)、“切(手摸)”(例如:
通过手摸感受温度、振动、压力等现象判断故障)方式。
随着现代机电测控技术进步,特别是计算机技术的进步,汽车检测技术也飞速发展。
目前人们能依靠各种先进的仪器设备,对汽车进行不解体检测,而且安全、迅速、可靠[1]。
在汽车不解体或不完全解体的前提下,依靠先进的传感器技术与检测技术,采集发动机的各种具有某些特征的动态信息,并对这些动态信息进行各种分析、处理、区分、识别并确认其异常表现,预测其发展趋势,查明其产生原因、发生部位和严重程度,并提出针对性的维修措施和处理方法。
汽车在使用过程中,由于某一种或几种原因的影响,其技术状况将随行驶里程的增加而变,其动力性、经济性、可靠性、安全性将逐渐或迅速下降,排气污染和噪声加剧,故障率增加,这不仅对汽车的运行安全、运行消耗、运输效率、运输成本及环境造成极大的影响,甚至还直接影响到汽车的使用寿命。
因而研究汽车故障的变化规律,定期检测汽车的使用性能,及时而准确地诊断出故障部位并排除故障,就成为汽车使用技术的一项重要内容。
因此,汽车故障诊断与检测是恢复汽车使用寿命的关键,是汽车使用技术的中心环节[2]。
2.1.2汽车故障诊断的指标
(1)故障检测的及时性
系统在发生故障后,故障诊断系统在最短时间内检测到故障的能力。
故障发生到被检测出的时间越短说明故障检测的及时性越好。
(2)早期检测的灵敏度
故障诊断系统对微小故障信号的检测能力。
故障诊断系统能检测到的故障信号越小说明其早期检测的灵敏度越高。
(3)故障的误报率和漏报率
误报指系统没有出去故障却被错误检测出发生故障;漏报是指系统发生故障却没有被检测出来。
一个可靠的故障诊断系统应尽可能使误报率和漏报率最小化。
(4)故障分离能力
诊断系统对不同故障的区别能力。
故障分离能力越强说明诊断系统对不同故障的区别能力越强,对故障的定位就越准确。
2.1.3汽车故障检测与诊断的目的与意义
对汽车进行故障诊断,目的是在汽车不解体或仅卸下个别小件的情况下对运行车辆查明故障部位、原因进行的检查、测量、分析和判断。
故障被诊断出来后,通过调整或修理的方法排除,以确保车辆在良好的技术状况下运行。
汽车检测包括安全环保检测和综合性能检测。
安全环保检测:
对汽车实行定期和不定期安全运行和环保方面的检测。
目的是在其车不解体情况下建立安全和无公害检测体系,确保车辆具有符合要求的外观容貌,良好的安全性能和规定范围内的环境污染。
在安全、高效和低污染下运行。
综合性能检测:
对汽车实行定期和不定期综合性能方面的检测。
目的是在汽车不解体的情况下,对运行车辆确定其工作能力和技术状况,查明故障或隐患的部位和原因,对维修车辆实行质量监督,建立质量监控体系,确保车辆具有良好的安全性、可靠性、动力性、经济性和排气净化性,以创造更大的经济效益和社会效益。
同时,对车辆实行定期综合性能检测,又是实行“定期检测、强制维护、视情修理”这一新修理制度的前提和保障。
汽车检测诊断技术是一种全新的、现代化的检验工作,利用必要的仪器、设备进而确定汽车的技术状况。
在汽车维修和安全中起着重要的作用。
(加QQ1305065097查找全文)
图11选择故障征兆
步骤3:
推理并诊断系统故障
点击“诊断”按钮。
此时系统将显示系统诊断界面,如图12所示。
推理过程见前面流程图。
首先按故障征兆查找各种可能故障原因及对应可信度,将故障原因按系统归类,并计算系统故障可信度。
然后按故障原因索引号读取“部件诊断表”中字段,然后将表中的故障原因分类,并乘上发生故障征兆的严重程度。
将系统可信度按大小排序,优先检修可信度大的系统。
此时系统会根据编号查找“部件诊断表”向用户提供检修建议。
图12推理诊断
步骤4:
推理并诊断部件故障
依据推理得到的系统故障,将该系统对应的可能故障部位按可信度大小排序。
如图13所示,用户可按可信度从大到小的顺序检修,也可根据汽车故障诊断的基本原则,即先简后繁、先易后难、先熟后生、先上后下、先外后里、先备后用、代码优先,选择可能发生故障的较易检查的部位。
检修建议依据故障原因索引号取自“部件诊断表”。
图13检测并确定故障部位
步骤5:
显示检修结论及解释信息
选中确定的故障并点击“排除故障”按钮,显示如图14所示的界面。
点击“保存”可以保存诊断结论,点击“打印”可以打印诊断结果,点击“返回”可以返回原始界面。
图14推理诊断
7结论
本文是以丰田凌志400空调系统为研究对象,在分析其它故障诊断技术和专家系统的基础上,对基于模糊推理的丰田凌志400空调系统故障诊断系统进行了研究,建立了故障诊断系统的体系结构,确定了将故障诊断模块作为本文的主要研究内容,在此前提下作了以下几个方面的研究:
(1)确定了系统的诊断理论
基于模糊推理丰田凌志400故障诊断系统鉴于故障原因与故障症状之间的不确定性和复杂性,为了提高诊断复杂故障的效率,确定采用符合常规诊断思路的正反向混合模糊推理策略作为本系统的推理理论。
根据各故障原因与故障症状之间的不同程度的因果关系,在综合考虑所有症状的基础上,诊断确定汽车空调发生故障的可能原因。
(2)探讨了故障原因可信度的确定方法
模糊诊断矩阵的隶属度(可信度)的确定与实际情况的符合程度直接影响诊断结果的准确性。
为了提高诊断效率,本文应用二元对比排序法中的相对比较法来确定该系统的隶属度。
同时确定了模糊知识的表示方法,并进行系统可信度的计算。
(3)对故障诊断模块进行了计算机编程开发
学习应用Access和VisualBasic两种计算机语言,利用Access为工具创建汽车故障诊断知识库,以VB软件设计系统界面并实现与知识库的链接,使用户通过友好的人机交互界面实现诊断和相关知识的查询,从而将复杂的诊断维修变得更为形象直观。
总之,本系统通过归纳、总结大量的专家经验和诊断知识,可对一些典型故障、复杂故障进行快速诊断,实现优势互补。
由于条件和时间的限制,本系统还存在着一些不完善之处有待于继续研究和完善。
参考文献:
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致谢
[致谢词]值此设计完成之际,我首先衷心感谢尊敬的姚美红老师.本设计是在姚老师的细心指导下完成的,在本科学习期间,姚老师对我的学习给予了极大的关怀和帮助,尤其是姚老师对现代信息技术的敏锐洞察力和对前沿科学研究的把握能力大大开拓了我的眼界,将是我终生追求的境界。
姚老师深厚广博的学识修养、严谨求实的治学态度、敏锐活跃的学术思想、崇高执著的敬业精神和平易近人的学者风范深深地影响和教育了我,将是我毕生受益的宝贵财富.在此,谨向多年来培养我的老师致以崇高的敬意和衷心的感谢.
通过此次毕业设计让我明白了设计时互相合作的重要性。
真诚地感谢交通学院全体老师对我多年来的教侮!
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