摘要：在飞机维修任务量急剧增长的情况下，飞机维修的质量和效率直接关系到飞行的安全状况。本文以专家系统理论为基础，对波音737NG反推系统的工作原理进行阐述，在理论研究的基础上对波音737NG反推故障诊断专家系统设计进行详细的分析，希望能够为相关行业工作人员提供参考，提高飞机维修的效率。
关键词：波音737NG；反推；故障诊断；专家系统
引言
作为复杂程度较高的大型机电设备，在实际运行中可能会由于人员操作、材料问题、设备运行环境等因素的影响，出现各种故障，影响飞机的正常运行，严重的还可能会引发安全事故。因此，有必要对飞机故障诊断专家系统进行深入的研究，通过建立飞机故障诊断专家系统来收集、整理、保存和运用飞机维修专家的经验，采用人工智能技术，用计算机模拟人类专家的思维和判断过程，从而快速地确定故障部位。
1专家系统基本理论
1.1专家系统介绍
专家系统主要是借助人类专家的知识和相应的计算机程序，用来解决实际问题的人工智能计算机程序。通过专家系统，可以实现对相应环境的模拟、再现，甚至还可以解决人类专家难以通过脑力劳动实现的工作，为获得更多的经济和社会效益提供可能。专家系统是一种基于知识的计算机程序系统，具有一些显著特点：启发性、透明性以及灵活性。
1.2专家系统的结构
专家系统基本上是由三个部分的内容组成的，分别包含：知识库、推理机和人机接口。其中，知识库主要是针对一个限定的领域内的问题而言的，是通过结合相应的知识表示方式，对计算机中存储的各种知识文件进行综合处理；推理机在一定的控制策略下，根据用户交互的信息，搜索和选取知识库中对当前问题求解有用的知识进行推理，直到找到问题的解决方法；人机接口是专家系统与用户之间进行信息交换的媒介。专家系统的基本结构如图1所示。
图1专家系统的基本结构图
1.3专家系统的基本原理
1）知识获取：专家系统的知识系统的构建中最重要的就是对相关知识的获取，所谓知识的获取，就是通过某种途径，对专家系统所需的问题进行整理，并且以相应的形式进行储存和传输。知识的获取主要有两种方式：人工获取和自动获取，人工获取的一般流程是由知识工程师通过与专家进行对话获取专家知识，然后把知识转换成系统能够理解的语言形式保存到知识库中，随后专家再评估系统并返回意见给知识工程师；自动获取可分为两种形式，一种是系统本身具有一种机制；另一种是开发专门的机器学习系统，从专家提供的原始信息中学习专家系统所需要的知识。2）推理方法：根据角度的不同，可以将推理方法划分为以下几种：演绎推理、归纳推理和默认推理；确定推理和不确定推理；启发式推理和非启发式推理。
2波音737NG反推系统原理及故障分析
2.1系统工作原理
波音737NG飞机反推系统是采用机械堵塞式的结构，通过改变结构中风扇的排气方向，实现对飞机速度的控制。当进行反推动作时，在反推动作筒的作用下，反推装置就会逐渐向后移动，进而可以改变发动机风扇涵道内产生的气流方向。由于高函道比发动机大部分推力是由风扇产生的，所以只需要改变外函道风扇气流的方向，而不必同时改变内涵道气流方向就可使飞机减速。控制原理中常见的有反推收上控制原理，首先针对电气部分而言，当反推手柄放到收上位时，它使自动油门组件包内的同步锁电门，收上电门及预位电门到收上位；其次，从液压部分分析，当预位和收上电磁线圈带电，控制活门模块内与其关联的预位活门和收上活门克服弹簧力就会运动，进而从头端流出的液压油则经方向控制活门流回液压系统。
2.2系统故障分析
1）故障树分析法：故障分析法是借助故障模型，从上而下逐级进行分析，通过这种方式，可以对故障产生的原因和故障的传播途径明确化。通过故障树定性分析，可以对顶事件发生所产生的各种故障模式进行综合，进而找到最小割集，构建系统故障谱，通过最小割集，确定结构中潜在的各种故障，以便改进设计，对降低复杂系统事故风险具有重大意义。2）系统故障树扩展：通过建立故障树，可以基本了解故障发生的原因，如果要以最快的速度，判断并排除系统故障，就必须将传统的故障树进行扩展，增加一些节点信息。
3波音737NG反推故障诊断专家系统设计
3.1系统功能分析
在功能方面，波音737NG反推故障诊断专家系统应该包含以下几方面：系统的管理人员可以实现对故障知识库的管理；系统中的各个用户之间，以及用户和管理人员之间，可以通过系统进行交流；结合相关的故障现象，可以形成对应的故障代码。如果该故障现象无法在系统内找到对应处理措施，则反馈到系统中，由管理员进行判断是否可以作为新故障加入到系统中，并寻求专家意见建立处理措施。为了更好的描述用户的需求，可以使用面向用户的用例建模。
3.2系统概要设计
在进行系统设计时，基本的构架可以参考图2进行设置，如图所示，就是在用户和管理人员的PC上安装波音737NG反推故障诊断专家系统。在用户登陆该系统的时候，系统客户端就会向服务器发出请求，进而实现对用户验证数据的调取；如果是管理人员进行登陆，他可以获得更大的权限，即能够对服务器上的各项数据进行适当的修改。数据库的结构设计包括逻辑结构设计和物理结构设计，数据库逻辑结构设计首先需要确定的就是数据库中的诸多数据表。在系统数据库中有用于用户管理的用户管理表，有用于消息管理的消息管理表，用于故障记录和历史查询的故障记录表。
图2系统架构图
3.3系统的测试
通过对对于波音737NG反推故障诊断专家系统的主要功能进行测试，结合故障诊断规则和故障诊断方法，利用知识库进行故障诊断测试，发现系统比传统故障诊断方法更具有效率，能够快速的进行故障识别和诊断，为进行故障维修提供了更加可靠的参考基础，
结语
本文的主要研究内容就是对波音737NG反推故障诊断专家系统，最终目的是为了结合这些技术和知识，帮助我们更加高效的解决飞机故障。在本文的分析中，波音737NG反推故障诊断专家系统融合了故障树分析法和故障诊断专家系统两种故障诊断技术，在故障诊断过程中，利用和用户交互产生的数据，为更好的进行故障诊断提供了有力的支持。
参考文献：
[1]张卫华，王龙.B737NG飞机反推系统故障分析[J].西安航空学院学报，2013，31（05）：26-30.
[2]周激光.波音737NG飞机起落架收不上故障分析[J].航空维修与工程，2014，（05）：62-64.
论文作者:王书弟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/12
标签：专家系统论文; 波音论文; 故障论文; 系统论文; 故障诊断论文; 知识论文; 飞机论文; 《基层建设》2017年第26期论文;