基于模糊推理的丰田凌志400空调故障诊断系统设计

本科毕业设计设计题目：基于模糊推理的丰田凌志400空调故障诊断系统设计姓名学院专业年级学号指导老师20目录1引言…………………22绪论…………………22.1汽车故障检测与诊断…………2汽车检测与诊断…………2汽车故障诊断的指标……………………3汽车故障检测与诊断的目的与意义……………………3检测诊断的类型、方法和特点…………4汽车故障诊断专家系统…………………42.2本章主要探讨……………63丰田凌志400空调系统故障诊断技术…………63.1汽车空调的组成与功用……………………6丰田凌志400汽车空调系统的组成……………………7丰田汽车空调系统的特点及布置………7丰田凌志400空调制冷系统工作原理…………………93.2常见空调系统问题…………93.3丰田凌志400汽车空调系统的故障诊断方法……………114基于模糊推理的故障诊断系统的概述…………144.1系统的基本原理……………144.2系统的基本结构……………154.3系统的主界面………………164.4系统的功能…………………17系统的诊断功能…………17系统的协助功能…………175基于模糊推理的丰田凌志400空调系统故障诊断系统的开发探讨……………185.1模糊诊断原理………………18故障缘由集和故障症状集………………185.2模糊诊断矩阵………………19模糊诊断矩阵的建立……………………19确定隶属函数……………20常见隶属度确定方法……………………20灰色关联度分析法………………………225.3模糊诊断方法………………265.4模糊运算方法………………26模糊诊断原则……………265.5模糊学问表示………………27故障征兆发生程度模糊表示……………27学问规范化………………275.6推理策略……………………27正向推理…………………28反向推理…………………28正反向混合推理…………29本系统采纳的推理策略…………………295.7混合模糊推理诊断实例………………………315.8本章主要探讨…………………316系统开发……………326.1基于模糊推理的诊断开发……………………32诊断学问在计算机的中的表示…………32进行计算机编程实现模拟系统…………337结论…………………37参考文献………………38感谢……………………40基于模糊推理的丰田凌志400空调故障诊断系统设计摘要：随着科学技术的发展、经济的不断进步以及汽车市场的不断完善，人们对于汽车空调的需求也不断地多样化。汽车空调已经成为不行或缺的设备，空调故障诊断的问题也不断引起人们的留意，因此模糊推理的故障诊断系统设计变得更加重要。本文确定了以汽车空调故障诊断作为主要探讨内容，本文利用了灰色关联度的分析方法，设计了系统的体系结构并介绍了其开发方法,并且确定采纳符合常规思维的混合模糊推理策略作为诊断模块的推理操作方法。通过利用VisualBasic语言和Access数据库进行系统设计,本文主要是对故障诊断模块的开发作了探讨。关键字：汽车空调;故障诊断;专家系统;模糊推理BasedonthefuzzyinferenceToyotaLexus400ConditiondiagnosissystemdesignAbstract:Withthedevelopmentofscienceandtechnology,economyandtheadvancementofautomarketcontinuestoimprove,peoplefortheautomobileairconditioningdemandconstantlydiversification.Automotiveairconditioninghasbecomeanindispensableequipment,faultdiagnosisproblemhascausedtheattentionofpeople,sothefuzzyinferencefaultdiagnosissystemdesignisbecomingmoreandmoreimportant.Thisarticleidentifiesinautomobileairconditioningbreakdowndiagnosisasthemainresearchcontent,thispaperusesthegreyrelationaldegreeanalysismethod,designthearchitectureofthesystemandintroducesthedevelopmentmethods,andidentifiedwiththeconventionalthinkinginthemixedfuzzyreasoningstrategyasadiagnosticmodulereasoningmethodofoperation.ThroughtheuseofVisuallanguageandBasicAccessdatabasesystemdesign,thispaperismainlyaboutthefaultdiagnosismoduleforthedevelopmentofastudy.Keywords:automobileairconditioningfaultdiagnosis;expertsystem;fuzzyreasoning1引言汽车空调系统是通过对车厢空气进行了制冷、加热、换气和空气净化的必备装置。为乘车人员供应舒适了乘车环境，并且能够降低驾驶员的疲惫强度。不同类型空调系统的布置方式也有所不同。现在轿车最广泛采纳的是冷暖一体式空调系统。布置型式就是将蒸发器、离心式鼓风机、暖风散热器、操纵机构组装在一起，称为空调器总成。现代空调系统由供暖系统、制冷系统、通风和空气净扮装置、限制系统组成。当汽车空调系统的内部发生故障，通过依靠传统修理方法把汽车空调进行了拆卸，逐步检查，不仅能够造成人力、物力的奢侈，而且也有可能因精密零件的加工、装配工艺要求高，在重新装配受到设备、工艺和修理水平的限制而不能达到原有技术的要求，简单使汽车空调功能降低。因此汽车空调系统万一出现了故障，对修理人员来说那是相当困难的一个修理过程。快速精确地确定故障部位及其发生的缘由也是非常必要的，汽车诊断技术就是以最小的劳动消耗来牢靠地评价汽车及其技术状况。本文通过利用模糊建立的空调系统故障诊断技术对汽车空调系统的故障进行诊断。它就是将汽车修理领域专家的学问及大量实际修理阅历通过进行汇总，并且模拟汽车修理专家来进行了故障诊断的计算机模拟系统，计算机依据供应的故障数据，来引导用户逐步进行进一步的诊断，最终确定了汽车空调故障的部位，并提出了修理建议，同时依据运用者的要求不断修改完善诊断学问库，从而将修理人员达到修理专家的水平。2绪论2.1汽车故障检测与诊断汽车检测与诊断汽车故障诊断和检测技术是指在整车不解体的状况下，确定汽车的技术状况，查明故障缘由和故障部位的汽车应用技术，它包括汽车故障诊断技术和检测技术，也可统称为汽车诊断技术。汽车诊断，是指在不解体汽车或总成的条件下，运用科学的方法与手段，依据汽车工作的症状来推断汽车的技术状况，查明故障部位及缘由的技术。汽车检测，是为确定汽车技术状况或工作实力的检查。汽车检测技术是从汽车修理技术衍生出来，由汽车修理伴随着汽车技术的发展而发展的。在早期的汽车修理过程中，主要是通过有阅历的修理人员发觉汽车故障并作有针对性的修理。即过去人们常讲的“望（眼看）”（例如：通过视察汽车外观或车辆行驶状态推断故障）、“闻（耳听）”(例如：通过发动机等运转发声推断故障)、“问（询问）（例如：通过询问驾车人员车辆运用状况或现象推断故障）、“切（手摸）”（例如：通过手摸感受温度、振动、压力等现象推断故障）方式。随着现代机电测控技术进步，特殊是计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，而且平安、快速、牢靠[1]。在汽车不解体或不完全解体的前提下，依靠先进的传感器技术与检测技术，采集发动机的各种具有某些特征的动态信息，并对这些动态信息进行各种分析、处理、区分、识别并确认其异样表现，预料其发展趋势，查明其产生缘由、发生部位和严峻程度，并提出针对性的修理措施和处理方法。汽车在运用过程中，由于某一种或几种缘由的影响，其技术状况将随行驶里程的增加而变，其动力性、经济性、牢靠性、平安性将渐渐或快速下降，排气污染和噪声加剧，故障率增加，这不仅对汽车的运行平安、运行消耗、运输效率、运输成本及环境造成极大的影响，甚至还干脆影响到汽车的运用寿命。因而探讨汽车故障的改变规律，定期检测汽车的运用性能，刚好而精确地诊断出故障部位并解除故障，就成为汽车运用技术的一项重要内容。因此，汽车故障诊断与检测是复原汽车运用寿命的关键，是汽车运用技术的中心环节[2]。2.1.2汽车故障诊断的指标（1)故障检测的刚好性系统在发生故障后，故障诊断系统在最短时间内检测到故障的实力。故障发生到被检测出的时间越短说明故障检测的刚好性越好。（2）早期检测的灵敏度故障诊断系统对微小故障信号的检测实力。故障诊断系统能检测到的故障信号越小说明其早期检测的灵敏度越高。（3）故障的误报率和漏报率误报指系统没有出去故障却被错误检测动身生故障；漏报是指系统发生故障却没有被检测出来。一个牢靠的故障诊断系统应尽可能使误报率和漏报率最小化。（4）故障分别实力诊断系统对不同故障的区分实力。故障分别实力越强说明诊断系统对不同故障的区分实力越强，对故障的定位就越精确。2.1.3汽车故障检测与诊断的目的与意义对汽车进行故障诊断，目的是在汽车不解体或仅卸下个别小件的状况下对运行车辆查明故障部位、缘由进行的检查、测量、分析和推断。故障被诊断出来后，通过调整或修理的方法解除，以确保车辆在良好的技术状况下运行。汽车检测包括平安环保检测和综合性能检测。平安环保检测：对汽车实行定期和不定期平安运行和环保方面的检测。目的是在其车不解体状况下建立平安和无公害检测体系，确保车辆具有符合要求的外观容貌，良好的平安性能和规定范围内的环境污染。在平安、高效和低污染下运行。综合性能检测：对汽车实行定期和不定期综合性能方面的检测。目的是在汽车不解体的状况下，对运行车辆确定其工作实力和技术状况，查明故障或隐患的部位和缘由，对修理车辆实行质量监督，建立质量监控体系，确保车辆具有良好的平安性、牢靠性、动力性、经济性和排气净化性，以创建更大的经济效益和社会效益。同时，对车辆实行定期综合性能检测，又是实行“定期检测、强制维护、视情修理”这一新修理制度的前提和保障。汽车检测诊断技术是一种全新的、现代化的检验工作，利用必要的仪器、设备进而确定汽车的技术状况。在汽车修理和平安中起着重要的作用。(加QQ1305065097查找全文) 图11选择故障征兆步骤3：推理并诊断系统故障点击“诊断”按钮。此时系统将显示系统诊断界面，如图12所示。推理过程见前面流程图。首先按故障征兆查找各种可能故障缘由及对应可信度，将故障缘由按系统归类，并计算系统故障可信度。然后按故障缘由索引号读取“部件诊断表”中字段，然后将表中的故障缘由分类，并乘上发生故障征兆的严峻程度。将系统可信度按大小排序，优先检修可信度大的系统。此时系统会依据编号查找“部件诊断表”向用户供应检修建议。图12推理诊断步骤4：推理并诊断部件故障依据推理得到的系统故障，将该系统对应的可能故障部位按可信度大小排序。如图13所示，用户可按可信度从大到小的依次检修，也可依据汽车故障诊断的基本原则，即先简后繁、先易后难、先熟后生、先上后下、先外后里、先备后用、代码优先，选择可能发生故障的较易检查的部位。检修建议依据故障缘由索引号取自“部件诊断表”。图13检测并确定故障部位步骤5：显示检修结论及说明信息选中确定的故障并点击“解除故障”按钮，显示如图14所示的界面。点击“保存”可以保存诊断结论，点击“打印”可以打印诊断结果，点击“返回”可以返回原始界面。图14推理诊断7结论本文是以丰田凌志400空调系统为探讨对象，在分析其它故障诊断技术和专家系统的基础上，对基于模糊推理的丰田凌志400空调系统故障诊断系统进行了探讨，建立了故障诊断系统的体系结构，确定了将故障诊断模块作为本文的主要探讨内容，在此前提下作了以下几个方面的探讨：（1）确定了系统的诊断理论基于模糊推理丰田凌志400故障诊断系统鉴于故障缘由与故障症状之间的不确定性和困难性，为了提高诊断困难故障的效率，确定采纳符合常规诊断思路的正反向混合模糊推理策略作为本系统的推理理论。依据各故障缘由与故障症状之间的不同程度的因果关系，在综合考虑全部症状的基础上，诊断确定汽车空调发生故障的可能缘由。（2）探讨了故障缘由可信度的确定方法模糊诊断矩阵的隶属度（可信度）的确定与实际状况的符合程度干脆影响诊断结果的精确性。为了提高诊断效率，本文应用二元对比排序法中的相对比较法来确定该系统的隶属度。同时确定了模糊学问的表示方法，并进行系统可信度的计算。（3）对故障诊断模块进行了计算机编程开发学习应用Access和VisualBasic两种计算机语言，利用Access为工具创建汽车故障诊断学问库，以VB软件设计系统界面并实现与学问库的链接，运用户通过友好的人机交互界面实现诊断和相关学问的查询，从而将困难的诊断修理变得更为形象直观。总之，本系统通过归纳、总结大量的专家阅历和诊断学问，可对一些典型故障、困难故障进行快速诊断，实现优势互补。由于条件和时间的限制，本系统还存在着一些不完善之处有待于接着探讨和完善。参考文献：[1]王秀贞.汽车故障诊断与检测[M].北京:人民邮电出版社,2003(8):1-3,38[2]曹建国,邓定瀛,廖林清.汽车故障诊断与检测技术[M].重庆:重庆高校出版社,2003(7):1-2[3]张桂荣，最新丰田轿车运用与检修，青岛出版社，2003，3[4]LeeSC,LeeET.Fuzzyneuralnetwork.Math.Biosci,1975,23:151-177[5]ZadehLA.Arationaleforfuzzycontrol.Trans.ASMEJ.DynamicSystemMeasureControl,1972,94:3-4[6]ChangSS,ZadehLA.Fuzzymappingandcontrol.IEEETrans,OnSMC1972,2(1):30-40[7]杨兴，朱大奇.专家系统探讨现状与展望[J].计算机应用探讨，2007,24（5）：5-6[8]张丽莉，储江伟，韩大明.汽车故障诊断专家系统关键技术的探讨与发展[J].计算机应用探讨，2008,25（6）：1635-1636[9]张朝阳，张代胜，任佩红.汽车故障诊断专家系统的现状和发展趋势[J].机械工程学报.2003,39（11）：2-3[10]夏云铧.新型汽车空调应用与修理.机械工业出版社，2005,12：345[11]田小农，杨海泉.汽车空调检修.人民交通出版社，2007,6:133-135[12]欧华春，李大成.汽车空调实训教程.重庆高校出版社,2008.110-111[13]马明金.汽车空调构造运用与修理.北京高校出版社,2005