基于专家系统的液化天然气船液货系统故障诊断研究

【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。 【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
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U672
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 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GUI56-58
• 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

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