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基于专家系统的液化天然气船液货系统故障诊断研究

作　者: 王志军
导　师: 严志军
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 液化天然气船液货系统专家系统故障诊断主观贝叶斯方法
分类号: U672
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

能源消费的优质化、洁净化是现代社会发展的重要标志。上个世纪90年代在国际能源界就认定“21世纪是天然气的世纪”。长期以来,国际石油价格始终处于高位,各国已逐渐加快将能源消费转向天然气,天然气的需求量逐年攀升。LNG(Liquefied Natural Gas,即液化天然气)船舶是LNG的主要载运工具。它在造船业被誉为“皇冠上的明珠”,是国际上公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品,而LNG船舶的低温液货系统则是其高技术、高难度的集中体现之一。LNG是-163℃的超低温液体,虽然清洁、高效、廉价,但是也有着许多的潜在风险,它能引起低温伤害、人员窒息,甚至发生爆炸。同时因操作不当,低温系统故障不能及时解决,导致LNG沸腾气化和液货翻滚,使货舱压力急剧升高而产生灾难性后果。因此,LNG船舶低温液货系统故障诊断专家系统的研制兼具重要的经济价值及广阔的应用前景。主观贝叶斯方法作为专家系统中最常用的推理方法之一,有着很鲜明的特点：它建立在概率论的基础上,有着很坚实的理论基础,同时它采用领域内专家的先验概率,很好地避免了传统概率中大量的数据统计工作,还可很好地防止由非确定性而产生在推理中的误差。因此,本文选用先验贝叶斯理论作为推理模型,结合低温液货系统中各种设备、附件的先验概率设计生成故障诊断专家系统的软件。专家系统采用MATLAB 7.0和Excel开发设计。系统中收集了LNG船舶低温液货系统中各种设备及附件的故障形式、各种故障的表征以及对应的故障概率,同时还包括了在船舶不同操作过程中的操作标准。该系统能根据船舶液货系统状态,较迅速和准确地找出潜在故障的所在,并提供各潜在故障存在的概率。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 选题的背景及意义  10-11
  1.2 专家系统  11-16
    1.2.1 专家系统的产生和发展  12-13
    1.2.2 专家系统结构  13-14
    1.2.3 专家系统的特征  14-15
    1.2.4 主观贝叶斯方法在专家系统中的应用  15-16
  1.3 故障诊断  16-20
    1.3.1 故障诊断的研究方法及现状  16-17
    1.3.2 船舶系统的故障诊断  17-18
    1.3.3 LNG船舶的研究现状  18-20
  1.4 本论文的主要工作  20-21
第2章 LNG船舶液货系统故障诊断专家系统知识库的建立  21-42
  2.1 LNG低温液货系统概述  21-33
    2.1.1 LNG船舶的模型  21-23
    2.1.2 LNG船舶低温液货系统  23-33
  2.2 故障知识库的建立  33-42
    2.2.1 知识的来源  33-34
    2.2.2 知识库的建立  34-42
第3章专家系统的推理机制  42-56
  3.1 推理的形式  42-43
  3.2 不精确推理  43-45
    3.2.1 不确定性的描述  43
    3.2.2 不精确推理的要素  43
    3.2.3 主要的不精确推理模型  43-45
  3.3 主观BAYES方法的不精确推理思想  45-55
    3.3.1 不确定性描述  46-50
    3.3.2 不确定性的传播算法  50-55
  本章小结  55-56
第4章 LNG船舶液货系统故障诊断系统的设计与验证  56-66
  4.1 MATLAB及其GUI  56-58
  4.2 专家系统的系统功能  58-62
    4.2.1 知识库的建立与管理  58
    4.2.2 本系统故障诊断的流程  58-62
  4.3 结果的生成  62
  4.4 系统的解释机制  62-64
  4.5 结果验证  64-66
第5章 LNG船舶液货系统故障诊断研究的结论及展望  66-67
  5.1 结论  66
  5.2 展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71

基于专家系统的液化天然气船液货系统故障诊断研究

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