专家系统的无人机飞行控制系统故障智能
32页1、基于专家系统的无人机飞行控制系统故障智能诊断一、无人机系统的应用植保工作原理:工作原理:利用无人机作为飞行平台,搭载药箱、喷洒设备或者监测设备,对农田进行喷药或者数据采集。无人机做植保早在几年之前就已经被业内所认可,但由于技术限制和飞行安全限制等因素导致该行业只有零碎的厂商以服务外包形式在做。而随着我国无人机政策的完善和实行,在有法可依的情况下,加之植保无人机的快速高效的优势,该领域一定会被越来越多的人所关注。无人机航拍工作原理:工作原理:利用携带摄像机装置的无人机,开展大规模航拍,实现空中俯瞰的效果。首先需要声明的是,这里所谓的“航拍”并不是日常我们所接触的。而是通过专业级的航拍来为某一领域提供资料。比如说“全景地图”,谷歌和腾讯街景都“Out”了,那一辆辆的街景车一遍一遍地压马路,说不定哪天就把你我的正脸给拍进去了,但无人机就大不一样了,其拍摄的街 景图片不仅有一种鸟瞰世界的视角,还带有些许艺术气息。别忘了,在常年云遮雾罩的地区,遥感卫星不够灵光的时候,无人机可要冲锋陷阵。电力巡检工作原理:工作原理:装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机,可沿电网进行定位自主巡航,
2、实时传送拍摄影像,监控人员可在电脑上同步收看与操控。该领域与植保无人机相同,最近几年也一直被行业内所关注,但不同的是,电力巡检无人机在2015年就开始被各大电力公司应用于实际 操作。因为其工作属性本就属于专业性质,所以对操控人员的要求也极其严格。这也充分了保证了应用过程中的安全问题。在2016年,该领域一定会继续前进。二、无人机系统的组成 飞机机体 飞控系统无人机系统 数据链系统 发射回收系统 电源系统其中飞行控制系统是无人机中最为重要的子系统,承担着无人机的飞行控制、自主导航等多项功能,它作为无人机的“大脑”控制无人机整个飞行过程。它的工作状态直接影响到飞行的品质和安全性。飞行控制系统组成三、无人机飞行控制系统可能出现的故障1.计算机分系统故障2.传感器分系统故障3.伺服作动分系统故障四、无人机飞行控制系统故障检测1.对飞行控制系统进行故障检测的意义无人机飞行控制系统在无人机整个系统中举足轻重,其系统状态运行是否良好关系着整个无人机的安全。2.飞行控制系统故障检测方法专家系统专家系统:一种基于知识的计算机程序系统,它能模拟专门领域的专家求解问题的能力,对有面临的复杂问题做出专家水平的
3、结论。由于它解决问题的能力主要取决于它拥有的知识,所以又称专家系统为知识库系统。这种基于知识的计算机程序,事先将有关的专家的知识、经验总结出来,形成一系列规则,并将它们以适当的形式存入计算机,即建立知识库。然后,采用合适的控制策略,按输入的原始数据选择一定的规则进行推理、演绎,做出判断和决策,并能根据用户的要求给出满意的解释。从专家系统的结构角度,专家系统定义如下:一个专家系统是由一个四元组组成:ES=(P,S,L,K)其中 P 是要解决的问题,S 为系统的推理控制策略,L 是学习机制,K 为知识库。专家系统就是为了解决具有专家级的适当规模的问题,采取一定的推理控制策略,具备相当丰富和权威的知识,并具有学习机制,能对知识库进行改进,以增强解题能力的计算机系统。专家系统的知识获取专家系统的知识库一般由规则库、语义网络、事实库组成。可由以下三元组表示:K=(RE,FB,SN);其中RB 是规则库,FB 是事实库,SN 是语义网络.一个知识库可以由规则不相交的若干知识库组成,每个知识块包括有限个数的规则组、事实组以及语义网络组,用 k j表示知识块,j 表示知识块号;专家系统的实现方法对于任
4、何一个系统的研制都有其开发的流程,专家系统的研制也有专家系统的基本规范和步骤,即大致要经历可行性研究、获取领域知识、构架专家系统的模型、系统的编码实现、系统测试和完善以及系统维护等阶段,有些阶段还需要反复进行。例如:领域知识的获取、系统测试完善就需要不断反复进行。专家系统开发流程图如右图所示:专家系统的实现方法针对诊断专家系统几个重要的功能模块提出的开发针对诊断专家系统几个重要的功能模块提出的开发策略策略:(1)用户界面的开发用户界面的开发。用户界面是用户使用专家系统的操作界面,如果设计的用户界面不友好,一个再好的系统让用户使用起来也不方便。建立专家系统的目的就是让用户方便地使用该系统,所以构建一个友好的用户界面对专家系统来说极为重要。目前,自然、方便、灵活是专家系统的目标和发展方向。越来越多的技术已应用在专家系统的人机界面的开发中,常常采用的有菜单、按钮等控件的方式,还有虚拟技术和多媒体技术也逐渐在专家系统中应用。(2)知识库管理模块的开发知识库管理模块的开发。专家系统的知识需要对其管理和维护,以便提高系统效率。知识管理模块就是实现对知识库中知识的管理与维护。由于知识获取是一个长期积
5、累的过程,不可能在某一固定时期就能把整个系统的知识全部获得,所以知识库的建立是一个长期的过程。需要系统具有对系统知识不断完善和修正的功能。不同层次的用户对知识的理解层的也不一样,应为不同层次的用户(领域专家、知识工程师、设备维修人员等)设计一种较通用的诊断知识描述语言,并提供知识的检查功能,确保知识的正确性,避免知识库的冗余等。对于有些庞大而复杂的系统的故障的诊断需要分成子系统进行诊断,这就需要对知识进行层次的划分,从而将求解知识划分为若干个模块,不同模块的知识分别存储且相对独立。这样做的优点有两个:一是知识的获取与管理相对集中,局部参数变量即使重名也不相互影响,便于知识的维护和管理;二是故障诊断时,系统每次只需加载某一个知识库到内存,大大提高了知识搜索和匹配的效率。降低了对内存的要求,诊断系统知识的数量也不会受到限制。(3)推理模块的开发推理模块的开发。诊断知识的表示方法对推理机策略选择有直接影响。为了达到对复杂问题的求解和求解的严密性,智能故障诊断专家系统的诊断推理被设计为可以支持多种推理方式的综合推理机,专家可对推理过程进行指导和修正。虽然综合的推理机制的算法实现具有一定的复杂性
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