基于粗糙集理論的故障診斷不確定性度量及規(guī)則獲取研究.pdf

1、在設(shè)備系統(tǒng)的故障診斷過程中，由于人類的實踐總是受到客觀環(huán)境和條件的限制，因而所獲得的關(guān)于診斷對象的信息經(jīng)常表現(xiàn)出不精確性、不完備性和不一致性等，這就造成了故障診斷的不確定性。深入研究故障診斷中不確定性的概念、分類及基于不確定信息的診斷規(guī)則獲取等問題對于完善故障診斷理論、提高人類在實踐過程中解決故障診斷問題的能力具有重要的意義。
　　本文在對故障診斷的概念體系和各種不確定性分析方法在故障診斷中的應(yīng)用等內(nèi)容進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，通過學(xué)科類

2、比，引入信息科學(xué)的原理，從信息的角度對故障診斷問題進(jìn)行了描述，建立一個統(tǒng)一的故障診斷信息模型。以粗糙集理論作為工具，對故障診斷問題中常見的兩種不確定性——不一致性和不完備性進(jìn)行了研究。研究內(nèi)容主要包括故障診斷不確定性的度量和基于不確定信息的故障診斷決策規(guī)則獲取。
　　論文的主要內(nèi)容如下：
　　分析了故障診斷不確定性的含義和具體類型，把設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障并引起相關(guān)征兆出現(xiàn)的過程，描述為故障信息運(yùn)動的過程，給出了故障診斷的廣義信息

3、運(yùn)動過程和基本信道模型。從信息的角度對故障診斷問題進(jìn)行了描述，并建立起一個故障診斷信息模型，給出了故障診斷信息系統(tǒng)的定義。
　　提出了在實際的故障診斷問題中，故障診斷的不確定性經(jīng)常表現(xiàn)為不一致性和不完備性的觀點，提出故障診斷決策系統(tǒng)的不確定性度量主要包括兩部分，第一部分是對其中由空缺屬性值引起的不完備性的度量；第二部分是對其中由矛盾實例引起的不一致性的度量。分別從代數(shù)觀點和信息論觀點出發(fā)，研究了故障診斷決策系統(tǒng)的不一致性和不完備性

4、的度量。針對故障診斷問題的不確定性，提出了利用故障熵作為故障診斷不確定性的度量，并引入條件故障熵和互信息故障熵的概念，描述了故障診斷決策系統(tǒng)的不確定性。
　　在分析了故障診斷信息不一致的原因及故障診斷實例樣本集規(guī)律性的基礎(chǔ)上，綜合認(rèn)知心理學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的研究結(jié)果，結(jié)合粗糙集理論中知識約簡等概念，提出了一種改進(jìn)的“規(guī)則＋例外”故障診斷規(guī)則獲取模型，用于從包含不一致信息的故障診斷數(shù)據(jù)集中獲取診斷規(guī)則，并結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組振動故障診斷實例說

5、明了該模型的可行性和有效性。
　　用極大相容塊取代了相似類作為不完備故障診斷決策系統(tǒng)的基本知識粒度，更加充分地描述了對象之間的相似關(guān)系。針對故障診斷問題的不完備性，提出了分辨矩陣基元的概念，以此為基礎(chǔ)，定義了三種不同層次上的分辨矩陣概念，即面向?qū)ο蟮姆直婢仃嚒⒚嫦驅(qū)ο?極大相容塊的分辨矩陣和面向極大相容塊的分辨矩陣，并研究了三者之間的關(guān)系，給出了利用定義的三種分辨矩陣求取相應(yīng)約簡的方法。將現(xiàn)存的基于粗糙集的故障診斷方法中屬性約簡和

6、值約簡兩個過程結(jié)合在一起，提出了一種面向?qū)ο?極大相容塊的約簡方法，用于從不完備故障診斷決策系統(tǒng)中直接獲取形式簡潔的診斷決策規(guī)則，并以電力系統(tǒng)操作點的安全狀態(tài)診斷實例說明了該方法的可行性和有效性。
　　針對目前智能故障診斷系統(tǒng)存在的問題，本文建立了一個基于不確定信息的故障診斷與學(xué)習(xí)模型，介紹了模型的具體結(jié)構(gòu)，對模型的診斷過程和學(xué)習(xí)策略給出了詳細(xì)的描述。該模型不僅能夠從包含不確定信息的故障診斷問題中進(jìn)行診斷知識的發(fā)現(xiàn)，而且能夠在運(yùn)行