电子电路故障诊断的模糊Petri网模型 (2001年)

电子电路故障诊断的模糊Petri网模型是一篇发表于2001年的学术论文，作者侯俊勇在文中探讨了应用模糊Petri网模型来解决电子电路故障诊断中存在不确定性和模糊性问题的方法。电子电路的故障诊断是一个复杂的过程，因为电路的运行状态和故障表现具有动态性和模糊性。传统的故障诊断方法可能难以有效处理这些不确定性和模糊性。因此，引入模糊Petri网模型，旨在建立一个能够合理地描述知识库中的模糊知识，并具备并行推理能力的模型。 模糊Petri网（Fuzzy Petri Nets，FPN）是由位置（库所）和变迁组成的系统，位置通常用圆圈表示，变迁用竖线表示。在电子电路故障诊断的背景下，位置可以用来表示电路的状态、事件或故障；变迁则代表状态转换、故障的传播或事件的发生。FPN能够描述知识的并发性、模糊性，并能进行并行推理。 模糊Petri网模型的定义包括几个核心元素：位置集合P、变迁集合T、命题集合D、输入函数I、输出函数O以及位置和变迁的可信度函数α和β。其中，可信度函数用于表示位置和变迁的可信程度，也就是说，在模糊Petri网中，每个位置或变迁都附带了一个可信度值，这个值的范围介于0到1之间，用于表征其可信程度。 模糊产生式规则是描述模糊知识的另一种方式，其基本形式为“如果某些条件（前提）成立，则可以得出某些结论（动作）”，其中条件和结论都包含模糊变量。在模糊Petri网中，这些规则可以被表达成位置和变迁之间的关系，其中规则的前提对应网中的位置，结论则对应变迁。模糊产生式规则的可信度可以通过变迁的可信度来表示。 文中提出了一个基于模糊Petri网模型的电子电路故障诊断系统（EFDS），该系统能够表示故障诊断的模糊知识与推理机。为了实现故障诊断，首先需要建立能达到性集合RS、能立即达到性集合IRS和相邻位置集合AP。能达到性集合RS指的是从某一位置出发经过一系列变迁能够到达的位置集合；能立即达到性集合IRS是指从某一位置经过一次变迁就能到达的位置集合；相邻位置集合AP是一系列与当前位置经同一变迁能立即达到的位置集合。 推理控制策略在模糊Petri网中的应用，主要是为了提高故障诊断的推理效率。具体策略包括正向推理和反向推理。正向推理是从已知的前提出发，去寻找结论的过程，而反向推理则是从想要得到的结论出发，去寻找可能的前提。在电子电路故障诊断中，如果只有输入函数而无输出函数，代表故障现象或目标位置；如果只有输出函数而无输入函数，则代表故障原因或起始位置。故障诊断的过程往往是从目标位置（即故障现象）出发，逆向寻找起始位置（即故障原因）。 该论文强调了模糊Petri网模型在处理电子电路故障诊断问题中的优势，尤其是在处理含有不确定性和模糊性的复杂系统时。该模型不仅可以处理传统的二值逻辑，还能处理各种模糊逻辑，从而更好地适应实际电路故障诊断中遇到的模糊性和不确定性问题。 这种基于模糊Petri网模型的电子电路故障诊断方法，可以为电子设备的维护和故障排查提供一种新的技术支持，具有重要的实际应用价值。同时，该模型也为其他领域的故障诊断问题提供了一种可以借鉴的理论框架和方法论。