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1、 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术现代汽车故障诊断现代汽车故障诊断新技术简介新技术简介2010年7月中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术引言：引言：新材料、新技术、新工艺在汽车上的应用，汽车新材料、新技术、新工艺在汽车上的应用，汽车技术性能越来越好，结构越来越复杂，故障诊断的技术性能越来越好，结构越来越复杂，故障诊断的难度也有了相应的增加。因此，汽车故障诊断技术难度也有了相应的增加。因此，汽车故障诊断技术得到了迅速发展，已成为科技研究的热点之一。得到了迅速发展，已成为
2、科技研究的热点之一。汽车故障诊断技术是一门综合性技术，它涵盖多汽车故障诊断技术是一门综合性技术，它涵盖多门学科：现代控制理论、信号处理、模式识别、计门学科：现代控制理论、信号处理、模式识别、计算机工程、人工智能、电子技术、应用数学、数理算机工程、人工智能、电子技术、应用数学、数理统计以及相关的应用学科。统计以及相关的应用学科。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainin
3、gBase汽车故障诊断方法问诊法观察法听诊法感观诊断法触摸法嗅觉法车载仪表诊断人工经验诊断万用表诊断试验诊断法气缸压力表、真空表诊断燃油压力表诊断分段检查诊断法征兆模拟法仪表诊断法测量诊断法局部拆装诊断法故障树分析法诊断流程图、表检查法故障征兆表检查法图表分析诊断故障码诊断法数据流分析法波形分析法仪器设备诊断人工读码仪器读码 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统与现代汽车维修的区别：传统与现代汽车维修的区别：l传统汽车维修传统汽车维修以机械修理为核心以机械修理为核心的手工操作技艺的手工操作技艺l现代汽车维修现代汽车维修以机电液一体化以机电液一体化系统诊断系统诊断为核心为核心的综合诊断技术的
4、综合诊断技术中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统与现代汽车维修的区别：传统与现代汽车维修的区别：l传统汽车维修传统汽车维修强调汽车修理工艺强调汽车修理工艺并以零部件修复为手段并以零部件修复为手段l现代汽车维修现代汽车维修突出汽车诊断技术突出汽车诊断技术并以判断故障点为目标并以判断故障点为目标中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-Germ
5、anKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统与现代汽车维修的区别：传统与现代汽车维修的区别：u传统汽车维修传统汽车维修技术主体技术主体技术工人（一个部分）技术工人（一个部分）技术工人技术工人师傅师傅/徒弟徒弟（两个层面）u现代汽车维修现代汽车维修技术主体技术主体工程技术人员工程技术人员/技术工人技术工人汽车医生汽车医生汽车护士（两个部分）汽车护士（两个部分）技术工人技术工人技师技师/技工（两个层面）技工（两个层面）中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBas
6、e 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统与现代汽车维修的区别：传统与现代汽车维修的区别：传统汽车维修技术特征“三分技术三分技术,七分工具七分工具”传统汽车维修的技术队伍中有传统汽车维修的技术队伍中有师傅和徒弟师傅和徒弟两个两个层面层面,这两层面在技术上只有熟练程度上的差异这两层面在技术上只有熟练程度上的差异没有本质上的区别没有本质上的区别传统汽车维修技术的延续方式是传统汽车维修技术的延续方式是师徒承袭师徒承袭现代汽车维修技术特征现代汽车维修技术特征“七分诊断七分诊断,三分修理三分修理”中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrai
7、ningBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术l现代汽车维修技术队伍中出现了现代汽车维修技术队伍中出现了“汽汽车医生车医生”和和“汽车护士汽车护士”两个部分两个部分,这这两个部分是两个部分是工作性质工作性质完全不同的两个群完全不同的两个群体。体。l“汽车医生汽车医生”的职责是负责现代汽车的职责是负责现代汽车维修中占重要地位的维修中占重要地位的“七分诊断七分诊断”工作工作,而而“汽车护士汽车护士”的职责是负责的职责是负责“三分修三分修理理”的工作。的工作。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊
8、断新技术汽车故障诊断新技术汽车故障诊断的基本思路1)问诊问诊2)试车试车3)分析分析4)假设假设5)验证验证中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术故障诊断的定义?p故障诊断是故障诊断是汽车维修中的关键步骤汽车维修中的关键步骤汽车修理前的确诊环节汽车修理前的确诊环节p故障诊断是故障诊断是以检测和试验的综合方式对汽车故障进行以检测和试验的综合方式对汽车故障进行的全面分析的全面分析中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileT
9、rainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术车辆检测与故障诊断的关系车辆检测车辆检测在汽车检测线上在汽车检测线上对汽车整体性能作定性分析对汽车整体性能作定性分析故障诊断故障诊断在汽车诊断中心在汽车诊断中心对故障发生部位作定量分析对故障发生部位作定量分析中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统与现代汽车诊断的区别经验判断经验判断l形象思维形象思维l定性分析定性分析l对比试验对比试验故障诊断故障诊断l逻辑思维逻辑思维l定量分析定量分析l检测试验检测试验中德诺浩
10、汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术诊断对象变化：以汽车发动机为例：传统检测诊断传统检测诊断1.机械系统机械系统2.进气系统进气系统3.燃油系统燃油系统4.电气系统电气系统现代检测诊断现代检测诊断1.机械系统机械系统2.进气系统进气系统3.燃油系统燃油系统4.电气系统电气系统5.电脑控制系统电脑控制系统中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术汽车电控系统对故障诊
11、断的影响1.电脑软件的影响(程序设定)2.电脑控制电路的影响(元件与电路)3.电脑匹配的影响(软件参数)4.电脑网络的影响中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术汽车电脑控制系统信号分类汽车电脑控制系统信号分类1.汽车的物理化学信号（基本物理化学参数）汽车的物理化学信号（基本物理化学参数）2.传感器转换的电子信号（传感器转换的电子信号）传感器转换的电子信号（传感器转换的电子信号）3.电脑转换的输入信号（电脑接口电路转换的电子信电脑转换的输入信号（电脑接口电路转换的电子信号）号
12、）4.电脑控制的输出信号（电压电脑控制的输出信号（电压/电流电流/频率频率/脉宽脉宽/脉冲脉冲信号）信号）5.电脑诊断通讯信号（诊断座传递的串行通讯信号）电脑诊断通讯信号（诊断座传递的串行通讯信号）6.汽车电脑局域网通讯信号（网络串行通讯信号）汽车电脑局域网通讯信号（网络串行通讯信号）中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术1.故障码诊断分析法基本步骤故障码诊断分析法基本步骤故障码分析(历史性历史性当前性当前性相关性相关性无关性无关性间间歇性歇性持续性持续性元件性元件性功能性
13、功能性)数据流分析(值域值域时域时域关联关联因果因果比较比较)元器件测试(传感器传感器执行器执行器机械装置机械装置真空装真空装置置)电路检测(传感器电路传感器电路执行器电路执行器电路电源电路电源电路接地电路接地电路)电脑测试(匹配匹配信号信号置换置换)无关性无关性功能性故障码转入症状诊断分析法功能性故障码转入症状诊断分析法中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术传统的汽车故障诊断技术：传统的汽车故障诊断技术：一、万用表诊断：二、汽车示波器三、专业综合诊断中德诺浩汽车实训基地中
14、德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术万用表诊断：汽车故障一般分为持续性故障和间歇性故障，万用表诊断主要针对持续性故障。比如电路的短路、断路、电子元件的损坏等。万用表种类：指针式、数字式汽车故障诊断多采用阻抗高、对电子元件影响小、能有效防止因瞬间过电压而烧坏的数字式万用表。优点：根据已知资料的经验数据，即可快速而又准确地诊断出故障，即使车型不断更新。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故
15、障诊断新技术汽车示波器汽车示波器：汽车示波器的诞生为汽车维修技术人员快速判汽车示波器的诞生为汽车维修技术人员快速判断汽车电子故障提供了有力的工具。传统的示波器断汽车电子故障提供了有力的工具。传统的示波器需进行设定和分析波形的形状，而汽车示波器只要需进行设定和分析波形的形状，而汽车示波器只要想点菜单一样选择要测试的内容，无需任何设定和想点菜单一样选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观察波形。使用简单、方便。调整就可以直接观察波形。使用简单、方便。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术
16、汽车故障诊断新技术专业综合诊断：专业综合诊断：以以将将单单项项、分分散散的的检检测测设设备备连连线线建建站站为为特特征征，使使诊诊断断工工作作成成为为汽汽车车维维修修工工作作中中的的一一项项新新的的专专门门任任务务。诊诊断断工工作作是是依依靠靠仪仪器器设设备备，在在不不解解体体或或不不拆拆卸卸零零件件的的情情况况下下，得得到到一一系系列列准准确确数数据据，并并与与规规定定的的标标准准技技术术参参数数相相比比较较，以以确确定定汽汽车车零部件是否需要零部件是否需要维维修或更修或更换换。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTraining
17、Base 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术现代汽车故障诊断技术现代汽车故障诊断技术一、利用故障码诊断故障一、利用故障码诊断故障二、汽车故障诊断专家系统二、汽车故障诊断专家系统中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术一、利用故障码诊断故障：一、利用故障码诊断故障：现代汽车电控系统的电脑(ECU)具备故障自诊断功能，汽车出现的持续性故障以故障码的形式存储在ECU内。提取故障码的方法有两种：1、人人工工读读码码：将发动机熄火，把故障检测插座内特定的两个插座用一根导线短接后，通过
18、观察仪表板上的故障指示灯的闪烁频率和次数来读取故障代码。准确率受人为因素影响。2、专专业业检检测测仪仪读读码码（VAS5052）：将专用检测仪器与汽车上的故障诊断插座相连接，根据检测仪器提供的操作规程进行操作，从而读取故障代码。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术二、汽车故障诊断专家系统：二、汽车故障诊断专家系统：专家系统专家系统EP(Expert System)EP(Expert System)是依据具备某一专业领域是依据具备某一专业领域特长的人类专家的知识与经验，在计
19、算机内建立的基于这些特长的人类专家的知识与经验，在计算机内建立的基于这些知识的信息系统，它能以人类专家的知识水平完成专门领域知识的信息系统，它能以人类专家的知识水平完成专门领域的任务。的任务。一般分为以下数据库：一般分为以下数据库：1 1、发动机故障诊断数据库、发动机故障诊断数据库2 2、底盘机械传动故障诊断数据库、底盘机械传动故障诊断数据库3 3、电路电气故障诊断数据库、电路电气故障诊断数据库 每个数据库中又包含若干相互关联的数据表，在数据表每个数据库中又包含若干相互关联的数据表，在数据表中存储每种汽车故障表现症状、故障发生机理、故障发生原中存储每种汽车故障表现症状、故障发生机理、故障发生原
20、因、故障发生部位、故障排除与维修处理方法等字段，在数因、故障发生部位、故障排除与维修处理方法等字段，在数据表与数据表之间，数据字段与数据字段之间建立一对一或据表与数据表之间，数据字段与数据字段之间建立一对一或一对多的层次树结构，使整个维修知识库成为有机整体。一对多的层次树结构，使整个维修知识库成为有机整体。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术举例：转向系的故障诊断专家系统举例：转向系的故障诊断专家系统中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-
21、howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术1.1.基于规则的诊断专家系统基于规则的诊断专家系统 基于规则的诊断方法是根据以往专家诊断的经验基于规则的诊断方法是根据以往专家诊断的经验,将其归纳成规则将其归纳成规则,通过启发式经验知识进行故障诊断通过启发式经验知识进行故障诊断,适合于具有丰富经验的专业领域故适合于具有丰富经验的专业领域故障诊断。基于规则的诊断具有知识表述直观、形式统一、易理解和解
22、释障诊断。基于规则的诊断具有知识表述直观、形式统一、易理解和解释方便等优点方便等优点,诊断知识的获取依赖于领域专家。但复杂系统所观测到的诊断知识的获取依赖于领域专家。但复杂系统所观测到的症状与所对应诊断之间的联系是相当复杂的症状与所对应诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取通过归纳专家经验来获取规则规则,有相当难度有相当难度,且一致性难以保证。且一致性难以保证。u故障诊断专家系统的现状故障诊断专家系统的现状 目前已研究的故障诊断专家系统模型有目前已研究的故障诊断专家系统模型有:基于规则基于规则的诊断专家系统、基于实例的诊断专家系统、基于行为的诊断专家系统、基于实例的诊断专家系统、基
23、于行为的诊断专家系统、基于模糊逻辑的诊断专家系统和基于的诊断专家系统、基于模糊逻辑的诊断专家系统和基于人工神经网络的诊断专家系统。人工神经网络的诊断专家系统。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术2.2.基于实例的诊断专家系统基于实例的诊断专家系统 基于实例推理基于实例推理(Case-based reasoning,(Case-based reasoning,简称简称CBR)CBR)是近年来人是近年来人工智能领域兴起的一种诊断推理技术工智能领域兴起的一种诊断推理技术,是类比
24、推理的一个独立子类是类比推理的一个独立子类,符符合人类的认知心理。简单的说合人类的认知心理。简单的说,基于实例推理的依据就是相似的问题有基于实例推理的依据就是相似的问题有相似的解。基于实例的诊断专家系统具有诸多优点相似的解。基于实例的诊断专家系统具有诸多优点:无须显示领域知识无须显示领域知识;无须规则提取无须规则提取,降低知识获取难度降低知识获取难度;开放体系开放体系,增量式学习增量式学习,实例库实例库的覆盖度随系统的不断使用而组建增加。基于案例的诊断方法适用于领的覆盖度随系统的不断使用而组建增加。基于案例的诊断方法适用于领域定理难以表示成规则形式域定理难以表示成规则形式,而是容易表示成案例形
25、式并且已积累丰富而是容易表示成案例形式并且已积累丰富案例的领域案例的领域(如医学诊断如医学诊断)。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术3 3 基于模糊理论的诊断专家系统基于模糊理论的诊断专家系统模糊诊断的实质是引入隶属函数概念模糊诊断的实质是引入隶属函数概念,模糊逻辑以其较强的结构性模糊逻辑以其较强的结构性知识表达能力知识表达能力,适合处理诊断中的不确定信息和不完整信息。适合处理诊断中的不确定信息和不完整信息。模糊故障诊断有两种基本方法模糊故障诊断有两种基本方法,一种是先
26、建立征兆与故障类型之间一种是先建立征兆与故障类型之间的因果关系矩阵的因果关系矩阵R,R,再建立故障与征兆模糊关系方程再建立故障与征兆模糊关系方程,即即F=S R,F=S R,这这里里F F 为模糊故障矢量为模糊故障矢量;S;S 为模糊征兆矢量为模糊征兆矢量;“”;“”为模糊合成算子。为模糊合成算子。另一种方法是先建立故障和征兆的模糊规则库另一种方法是先建立故障和征兆的模糊规则库,再进行模糊逻辑推理的再进行模糊逻辑推理的诊断过程诊断过程 。模糊诊断知识获取困难模糊诊断知识获取困难,尤其是故障与征兆的模糊关系较难确定尤其是故障与征兆的模糊关系较难确定,且系统的诊断能力依赖模糊知识库且系统的诊断能力
27、依赖模糊知识库,学习能力差学习能力差,容易发生漏诊或误诊。容易发生漏诊或误诊。由于模糊语言变量是用隶属函数表示的由于模糊语言变量是用隶属函数表示的,实现语言变量与隶属函数之间实现语言变量与隶属函数之间的转换是一个难点。的转换是一个难点。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术4.4.基于人工神经网络的诊断专家系统基于人工神经网络的诊断专家系统人工神经网络人工神经网络(Artificial neural network,(Artificial neural network,简称
28、简称ANN)ANN)具有较好具有较好的容错性、响应快、强大的学习能力、自适应能力和非线性逼近能力等的容错性、响应快、强大的学习能力、自适应能力和非线性逼近能力等,被广泛应用于故障诊断领域。基于神经网络的故障诊断专家系统有两种被广泛应用于故障诊断领域。基于神经网络的故障诊断专家系统有两种形式形式:一种是使用神经网络来构造专家系统一种是使用神经网络来构造专家系统,变基于符号的推理为基于变基于符号的推理为基于数字运算的推理数字运算的推理,提高系统效率提高系统效率,解决自学习问题解决自学习问题;另一种是把神经网另一种是把神经网络作为知识源的表示和处理模式络作为知识源的表示和处理模式,并与其它推理机制相
29、融合并与其它推理机制相融合,实现多模实现多模式推理。式推理。基于神经网络的诊断专家系统是一类新的知识表达体系基于神经网络的诊断专家系统是一类新的知识表达体系,不同于传统不同于传统诊断专家系统的高层逻辑模型诊断专家系统的高层逻辑模型,是一种低层数值模型。其分布式联结机是一种低层数值模型。其分布式联结机制制,实现知识表示、存储和推理三者融为一体实现知识表示、存储和推理三者融为一体,在知识获取、并行推理在知识获取、并行推理和自适应学习等方面显示出明显的优越性和自适应学习等方面显示出明显的优越性,一定程度上克服了传统诊断一定程度上克服了传统诊断专家系统存在的知识获取困难、推理速度慢、知识存储容量与系统
30、运行专家系统存在的知识获取困难、推理速度慢、知识存储容量与系统运行速度的矛盾及知识的窄台阶效应等问题。速度的矛盾及知识的窄台阶效应等问题。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBaseu故障诊断专家系统的发展趋势故障诊断专家系统的发展趋势1.从单一模型的诊断系统到多模型诊断系统，这里指的模型包从单一模型的诊断系统到多模型诊断系统，这里指的模型包括知识表示的模型和推理模型括知识表示的模型和推理模型,故障诊断与知识表示和推理方故障诊断与知识表示和推理方法有着密切的联系法有着密切的联系,其领域知识可用对象模型、经验规则、神其
31、领域知识可用对象模型、经验规则、神经网模型、案例等来表示。基于对象模型、基于经验规则、基经网模型、案例等来表示。基于对象模型、基于经验规则、基于神经网模型、基于案例的诊断方法各有其优势和特点于神经网模型、基于案例的诊断方法各有其优势和特点,但它但它们各自也存在着局限性。对于实际对象的故障诊断们各自也存在着局限性。对于实际对象的故障诊断,如用单一如用单一的知识表示方法的知识表示方法,有时难以完整表示对象的故障诊断领域知识。有时难以完整表示对象的故障诊断领域知识。因此因此,集成多种知识表示方法则能更好地表示对象的故障诊断集成多种知识表示方法则能更好地表示对象的故障诊断领域知识。集成基于对象模型、基
32、于经验规则、基于神经网模领域知识。集成基于对象模型、基于经验规则、基于神经网模型、基于案例的集成型诊断方法能综合各诊断方法的特点型、基于案例的集成型诊断方法能综合各诊断方法的特点,克克服各诊断方法的局限性服各诊断方法的局限性,从而提高了诊断系统的智能性和诊断从而提高了诊断系统的智能性和诊断效率。集成型的故障诊断系统还能有效地处理真值维护、结论效率。集成型的故障诊断系统还能有效地处理真值维护、结论解释、机器学习解释、机器学习。汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断
33、新技术汽车故障诊断新技术2从单机模型到分布式网络诊断系统从单机模型到分布式网络诊断系统现有的设备诊断系统大部分都是面向单台、单机或单类设备的现有的设备诊断系统大部分都是面向单台、单机或单类设备的,可扩可扩充性、灵活性、通用性较差充性、灵活性、通用性较差,各诊断系统之间相互独立各诊断系统之间相互独立,即使是不同开发即使是不同开发单位研制的针对同类设备的异构诊断系统之间也不能进行有效的信息交单位研制的针对同类设备的异构诊断系统之间也不能进行有效的信息交流和共享流和共享,造成了巨大的资源浪费。现在很多大型成套设备或机构由远造成了巨大的资源浪费。现在很多大型成套设备或机构由远程分布的不同类子系统组成程
34、分布的不同类子系统组成,相应其诊断系统中的系统级诊断系统和各相应其诊断系统中的系统级诊断系统和各子诊断系统也要进行诊断信息的传输交流。同时子诊断系统也要进行诊断信息的传输交流。同时,由于故障源的不确定由于故障源的不确定性和时发性性和时发性,导致异地诊断和远程诊断的需求不断增加。导致异地诊断和远程诊断的需求不断增加。随着网络的普及随着网络的普及,通过局域网通过局域网,因特网来传输诊断信息成为一种趋势因特网来传输诊断信息成为一种趋势,网络架构下的集成故障诊断系统成为新的研究热点网络架构下的集成故障诊断系统成为新的研究热点,因此因此,建立远程分布建立远程分布式全系统智能诊断系统式全系统智能诊断系统,
35、可以实现异地多专家对同一设备的协同诊断以可以实现异地多专家对同一设备的协同诊断以及多台设备共享同一诊断系统及多台设备共享同一诊断系统,提高诊断的准确率和效率提高诊断的准确率和效率,同时也有利于同时也有利于诊断案例的积累诊断案例的积累,以弥补单个诊断系统领域知识的不足以弥补单个诊断系统领域知识的不足,提高诊断的智能提高诊断的智能化水平化水平,促进诊断学的综合发展。促进诊断学的综合发展。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术3.从单一专家系统到协同式专家系统从单一专家系统到协同
36、式专家系统当前的绝大多数诊断专家系统当前的绝大多数诊断专家系统,在规定的诊断领域内是一个在规定的诊断领域内是一个“专家专家”,但是一旦越出该诊断范围但是一旦越出该诊断范围,系统就可能无法工作系统就可能无法工作,限制了系统的适用性。限制了系统的适用性。由于诊断的领域过窄由于诊断的领域过窄,就很难获得满意的应用。就很难获得满意的应用。协同式专家系统是克服一般专家系统的局限性的一个重要途径。也被协同式专家系统是克服一般专家系统的局限性的一个重要途径。也被称作是称作是“群专家系统群专家系统”,由若干个相近领域或一个领域的多个方面的分由若干个相近领域或一个领域的多个方面的分专家系统组成专家系统组成,这些
37、分专家系统分别发挥其自身的特长这些分专家系统分别发挥其自身的特长,解决某一方面解决某一方面的问题的问题,同时又相互协作。同时又相互协作。联合协作多专家系统的特点是联合协作多专家系统的特点是:每一个专家系统仅有一种问题求解方法每一个专家系统仅有一种问题求解方法,但却充分了解自身的局限性以及协作专家的长处但却充分了解自身的局限性以及协作专家的长处,从而知道何时和怎样从而知道何时和怎样传递问题。其设计思想是传递问题。其设计思想是:相应于问题状态空间相应于问题状态空间,生成一个协作求解的生成一个协作求解的主专家集主专家集,再根据每一位主专家在问题求解中的当前状况再根据每一位主专家在问题求解中的当前状况
38、,动态形成一动态形成一个支持该主专家的辅助专家集。这种系统有时与分布式专家系统有些共个支持该主专家的辅助专家集。这种系统有时与分布式专家系统有些共性性,因为他们都可涉及多个子专家系统。但是这种系统更强调子系统之因为他们都可涉及多个子专家系统。但是这种系统更强调子系统之间的协同合作间的协同合作,而不着重于处理的分布和知识的分布而不着重于处理的分布和知识的分布。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术现代汽车故障诊断新技术现代汽车故障诊断新技术一、基于网络的一、基于网络的汽车远程
39、故障诊断汽车远程故障诊断二、二、基于模糊控制汽车故障诊断技术基于模糊控制汽车故障诊断技术三、三、基于神经网络汽车故障诊断基于神经网络汽车故障诊断技术技术四、四、基于小波技术汽车故障诊断技术基于小波技术汽车故障诊断技术中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术1.1.产生的背景：产生的背景：维修工人技术老化，经常无法快速、经济地利用各方维修工人技术老化，经常无法快速、经济地利用各方面的技术力量解决故障；面的技术力量解决故障；维修企业诊断资源有限，尤其是对于高档进口轿车，维修企业诊
40、断资源有限，尤其是对于高档进口轿车，缺乏汽车生产厂家的技术支持；缺乏汽车生产厂家的技术支持；地域和方式的限制，无法快速、迅捷地满足高速公路地域和方式的限制，无法快速、迅捷地满足高速公路上汽车上汽车应急应急诊断维修的需要。诊断维修的需要。一、基于网络的汽车远程故障诊断一、基于网络的汽车远程故障诊断中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术2.2.特点特点开放式远程故障诊断体系结构。远程诊断的开放式远程故障诊断体系结构。远程诊断的WebWeb服务器、大服务器、大型维修企业、科研院所
41、或国内外汽车生产厂家建立的故障分析型维修企业、科研院所或国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心诊断中心互联互联，同时与相关专家建立一种协作关系，共同为系，同时与相关专家建立一种协作关系，共同为系统提供远程故障诊断服务。统提供远程故障诊断服务。用户发出故障诊断请求后，可以在较短的时间内调动服务器用户发出故障诊断请求后，可以在较短的时间内调动服务器的所有技术资源，实现对汽车的诊断和维修指导，远程故障诊的所有技术资源，实现对汽车的诊断和维修指导，远程故障诊断技术同时克服了地域障碍。断技术同时克服了地域障碍。形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库，提高了诊断智能，形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库，提高
42、了诊断智能，并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊，提高了故障诊断并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊，提高了故障诊断的准确性和可靠性。的准确性和可靠性。可提供远程示教、技术培训等功能，对提高维修人员素质，可提供远程示教、技术培训等功能，对提高维修人员素质，改变企业形象，提高企业竞争力有很大帮助。改变企业形象，提高企业竞争力有很大帮助。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术在线检测在线检测远程诊断远程诊断专家会诊专家会诊信息检索服务信息检索服务基基本本结结构构远程学习远程
43、学习3.远程故障诊断的物理结构.中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.在汽车远程诊断系统中，首先要实时采集汽车的多种参数，在汽车远程诊断系统中，首先要实时采集汽车的多种参数，以便提取相应的状态信息和故障信息，要检测的参数通常包括以便提取相应的状态信息和故障信息，要检测的参数通常包括以下几类。以下几类。a a点火系统检测：点火系统检测：包括常规点火系统、电子点火系统，实时包括常规点火系统、电子点火系统，实时采集初级和次级点火电压波形，通过这些波形可以分析点火线采集初级和次级
44、点火电压波形，通过这些波形可以分析点火线圈、火花塞、断电器、点火信号发生器、点火电子组件、分电圈、火花塞、断电器、点火信号发生器、点火电子组件、分电器等工作状态和故障原因。器等工作状态和故障原因。b b喷油过程各种参数的测定喷油过程各种参数的测定：对电控汽油机主要是从喷油对电控汽油机主要是从喷油器处测量喷油脉冲波形，并计算出喷油脉宽和喷油提前角；对器处测量喷油脉冲波形，并计算出喷油脉宽和喷油提前角；对柴油机则是用外卡式传感器测量高压油管接近喷油器处的压力柴油机则是用外卡式传感器测量高压油管接近喷油器处的压力波形，从而判断喷油泵、喷油器及高压油管的工作状态。波形，从而判断喷油泵、喷油器及高压油管
45、的工作状态。4.远程故障诊断的参数采集中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.c各缸工作均匀性检查：主要是通过在怠速下对各缸断火，测量发动机的转速降来对各缸的工作均匀性作出判断。d各缸压缩压力判断：通过测量发动机起动电流的波动量，间接地判断各缸的压缩压力，为检测各缸活塞环组及进、排气门的密封状态提供依据。e车载传感器参数测定：这一功能是电控燃油喷射(EFI)汽车检测的关键技术，它需要对近20个传感器参数进行定性和定量的分析和测定，并与标准波形比较，以判断故障的部位和性质。中
46、德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.5.远程故障诊断的数据传输方式各各种种信信号号提提取取以以后后，经经过过信信号号预预处处理理电电路路的的整整形形、滤滤波波、放放大大衰衰减减、隔隔离离后后，送送入入高高速速A AD D转转换换器器，由由PICPIC单单片片机机控控制制进进行行数数据据采采集集，并并将将采采集集得得到到的的数数据据存存入入RAMRAM中中，然然后后单单片片机机通通过过调调制制解解调调器器拨拨入入InternetInternet接接入入服服务务商商(Inte
47、rnet(InternetService Service ProviderProvider，ISP)ISP)，远远程程服服务务器器验验证证身身份份和和密密码码后后，动动态态分分配配IPIP地地址址，连连接接成成功功，状状态态指指示示灯灯亮亮，表表明明单单片片机机与与ISPISP远远程程服服务务器器建建立立了了连连接接，然然后后就就可可以以将将采采集集得得到到的的检检测测参参数数通通过过InternetInternet传传送送给给诊诊断断中中心心，并并可可以以接接收收到到诊诊断断结结果果和和维修向导维修向导。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutom
48、obileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.6.汽车远程故障诊断中心系统设计u结构：汽车远程故障诊断中心是整个远程故障诊断系统正常工作的核心部分，一个开放式的汽车远程故障诊断中心包括数台Web服务器，并且将汽车诊断专家系统，大型知识库、数据库、推理机构分布在几台服务器上，基于Internet的故障诊断专家系统功能强大，它的优点主要在于实用性、协作性、高效性，远非传统检测诊断仪器自带的专家系统所能达到。中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.数数
49、据据库库服服务务器器端端应应 用用 服服 务务器器端端视频会议系统视频会议系统应用服务器应用服务器客户服务机客户服务机工控工控PC设备设备1设备设备2设备设备n设备设备n-1数据库服务器数据库服务器中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.Internet/Intranet远程故障诊断系统远程故障诊断系统维修决策系统维修决策系统数据库管理系统数据库管理系统网络通信系统网络通信系统信息服务系统信息服务系统数据库数据库模型库模型库模型库管理系统模型库管理系统用户方各种设备用户方各
50、种设备数据采集及处理系统数据采集及处理系统状态监控系统状态监控系统知识库管理系统知识库管理系统知识库知识库远程维修决策系统功能结构图 中德诺浩汽车实训基地中德诺浩汽车实训基地Sino-GermanKnow-howAutomobileTrainingBase 汽车故障诊断新技术汽车故障诊断新技术.u数据处理：远程故障诊断中心通过Internet获取原始采集参数后，为了进一步分析和定位故障，先由数据处理模块计算各种对故障诊断有所帮助的性能参数，如喷油脉宽和喷油提前角，冷却水温度，进气歧管压力，氧传感器输出电压单位时间穿越0V的次数等。这些计算好的数据被存入大型数据库中，专家系统就可以按照一定的推理