本科畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于模糊推理的豐田凌志400空調(diào)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名學(xué)院專(zhuān)業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師20目錄1引言…………………22緒論…………………22.1汽車(chē)故障檢測(cè)與診斷…………2汽車(chē)檢測(cè)與診斷…………2汽車(chē)故障診斷的指標(biāo)……………………3汽車(chē)故障檢測(cè)與診斷的目的與意義……………………3檢測(cè)診斷的類(lèi)型、方法和特點(diǎn)…………4汽車(chē)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)…………………42.2本章主要探討……………63豐田凌志400空調(diào)系統(tǒng)故障診斷技術(shù)…………63.1汽車(chē)空調(diào)的組成與功用……………………6豐田凌志400汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的組成……………………7豐田汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)及布置………7豐田凌志400空調(diào)制冷系統(tǒng)工作原理…………………93.2常見(jiàn)空調(diào)系統(tǒng)問(wèn)題…………93.3豐田凌志400汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的故障診斷方法……………114基于模糊推理的故障診斷系統(tǒng)的概述…………144.1系統(tǒng)的基本原理……………144.2系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)……………154.3系統(tǒng)的主界面………………164.4系統(tǒng)的功能…………………17系統(tǒng)的診斷功能…………17系統(tǒng)的協(xié)助功能…………175基于模糊推理的豐田凌志400空調(diào)系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)探討……………185.1模糊診斷原理………………18故障緣由集和故障癥狀集………………185.2模糊診斷矩陣………………19模糊診斷矩陣的建立……………………19確定隸屬函數(shù)……………20常見(jiàn)隸屬度確定方法……………………20灰色關(guān)聯(lián)度分析法………………………225.3模糊診斷方法………………265.4模糊運(yùn)算方法………………26模糊診斷原則……………265.5模糊學(xué)問(wèn)表示………………27故障征兆發(fā)生程度模糊表示……………27學(xué)問(wèn)規(guī)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本系統(tǒng)采納的推理策略…………………295.7混合模糊推理診斷實(shí)例………………………315.8本章主要探討…………………316系統(tǒng)開(kāi)發(fā)……………326.1基于模糊推理的診斷開(kāi)發(fā)……………………32診斷學(xué)問(wèn)在計(jì)算機(jī)的中的表示…………32進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)…………337結(jié)論…………………37參考文獻(xiàn)………………38感謝……………………40基于模糊推理的豐田凌志400空調(diào)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步以及汽車(chē)市場(chǎng)的不斷完善，人們對(duì)于汽車(chē)空調(diào)的需求也不斷地多樣化。汽車(chē)空調(diào)已經(jīng)成為不行或缺的設(shè)備，空調(diào)故障診斷的問(wèn)題也不斷引起人們的留意，因此模糊推理的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得更加重要。本文確定了以汽車(chē)空調(diào)故障診斷作為主要探討內(nèi)容，本文利用了灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)并介紹了其開(kāi)發(fā)方法,并且確定采納符合常規(guī)思維的混合模糊推理策略作為診斷模塊的推理操作方法。通過(guò)利用VisualBasic語(yǔ)言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),本文主要是對(duì)故障診斷模塊的開(kāi)發(fā)作了探討。關(guān)鍵字：汽車(chē)空調(diào);故障診斷;專(zhuān)家系統(tǒng);模糊推理BasedonthefuzzyinferenceToyotaLexus400ConditiondiagnosissystemdesignAbstract:Withthedevelopmentofscienceandtechnology,economyandtheadvancementofautomarketcontinuestoimprove,peoplefortheautomobileairconditioningdemandconstantlydiversification.Automotiveairconditioninghasbecomeanindispensableequipment,faultdiagnosisproblemhascausedtheattentionofpeople,sothefuzzyinferencefaultdiagnosissystemdesignisbecomingmoreandmoreimportant.Thisarticleidentifiesinautomobileairconditioningbreakdowndiagnosisasthemainresearchcontent,thispaperusesthegreyrelationaldegreeanalysismethod,designthearchitectureofthesystemandintroducesthedevelopmentmethods,andidentifiedwiththeconventionalthinkinginthemixedfuzzyreasoningstrategyasadiagnosticmodulereasoningmethodofoperation.ThroughtheuseofVisuallanguageandBasicAccessdatabasesystemdesign,thispaperismainlyaboutthefaultdiagnosismoduleforthedevelopmentofastudy.Keywords:automobileairconditioningfaultdiagnosis;expertsystem;fuzzyreasoning1引言汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)車(chē)廂空氣進(jìn)行了制冷、加熱、換氣和空氣凈化的必備裝置。為乘車(chē)人員供應(yīng)舒適了乘車(chē)環(huán)境，并且能夠降低駕駛員的疲憊強(qiáng)度。不同類(lèi)型空調(diào)系統(tǒng)的布置方式也有所不同?，F(xiàn)在轎車(chē)最廣泛采納的是冷暖一體式空調(diào)系統(tǒng)。布置型式就是將蒸發(fā)器、離心式鼓風(fēng)機(jī)、暖風(fēng)散熱器、操縱機(jī)構(gòu)組裝在一起，稱(chēng)為空調(diào)器總成。現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)由供暖系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、通風(fēng)和空氣凈扮裝置、限制系統(tǒng)組成。當(dāng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部發(fā)生故障，通過(guò)依靠傳統(tǒng)修理方法把汽車(chē)空調(diào)進(jìn)行了拆卸，逐步檢查，不僅能夠造成人力、物力的奢侈，而且也有可能因精密零件的加工、裝配工藝要求高，在重新裝配受到設(shè)備、工藝和修理水平的限制而不能達(dá)到原有技術(shù)的要求，簡(jiǎn)單使汽車(chē)空調(diào)功能降低。因此汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)萬(wàn)一出現(xiàn)了故障，對(duì)修理人員來(lái)說(shuō)那是相當(dāng)困難的一個(gè)修理過(guò)程?？焖倬_地確定故障部位及其發(fā)生的緣由也是非常必要的，汽車(chē)診斷技術(shù)就是以最小的勞動(dòng)消耗來(lái)牢靠地評(píng)價(jià)汽車(chē)及其技術(shù)狀況。本文通過(guò)利用模糊建立的空調(diào)系統(tǒng)故障診斷技術(shù)對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷。它就是將汽車(chē)修理領(lǐng)域?qū)＜业膶W(xué)問(wèn)及大量實(shí)際修理閱歷通過(guò)進(jìn)行匯總，并且模擬汽車(chē)修理專(zhuān)家來(lái)進(jìn)行了故障診斷的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)依據(jù)供應(yīng)的故障數(shù)據(jù)，來(lái)引導(dǎo)用戶(hù)逐步進(jìn)行進(jìn)一步的診斷，最終確定了汽車(chē)空調(diào)故障的部位，并提出了修理建議，同時(shí)依據(jù)運(yùn)用者的要求不斷修改完善診斷學(xué)問(wèn)庫(kù)，從而將修理人員達(dá)到修理專(zhuān)家的水平。2緒論2.1汽車(chē)故障檢測(cè)與診斷汽車(chē)檢測(cè)與診斷汽車(chē)故障診斷和檢測(cè)技術(shù)是指在整車(chē)不解體的狀況下，確定汽車(chē)的技術(shù)狀況，查明故障緣由和故障部位的汽車(chē)應(yīng)用技術(shù)，它包括汽車(chē)故障診斷技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，也可統(tǒng)稱(chēng)為汽車(chē)診斷技術(shù)。汽車(chē)診斷，是指在不解體汽車(chē)或總成的條件下，運(yùn)用科學(xué)的方法與手段，依據(jù)汽車(chē)工作的癥狀來(lái)推斷汽車(chē)的技術(shù)狀況，查明故障部位及緣由的技術(shù)。汽車(chē)檢測(cè)，是為確定汽車(chē)技術(shù)狀況或工作實(shí)力的檢查。汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)是從汽車(chē)修理技術(shù)衍生出來(lái)，由汽車(chē)修理伴隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在早期的汽車(chē)修理過(guò)程中，主要是通過(guò)有閱歷的修理人員發(fā)覺(jué)汽車(chē)故障并作有針對(duì)性的修理。即過(guò)去人們常講的“望（眼看）”（例如：通過(guò)視察汽車(chē)外觀或車(chē)輛行駛狀態(tài)推斷故障）、“聞（耳聽(tīng)）”(例如：通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)聲推斷故障)、“問(wèn)（詢(xún)問(wèn)）（例如：通過(guò)詢(xún)問(wèn)駕車(chē)人員車(chē)輛運(yùn)用狀況或現(xiàn)象推斷故障）、“切（手摸）”（例如：通過(guò)手摸感受溫度、振動(dòng)、壓力等現(xiàn)象推斷故障）方式。隨著現(xiàn)代機(jī)電測(cè)控技術(shù)進(jìn)步，特殊是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行不解體檢測(cè)，而且平安、快速、牢靠[1]。在汽車(chē)不解體或不完全解體的前提下，依靠先進(jìn)的傳感器技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)，采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種具有某些特征的動(dòng)態(tài)信息，并對(duì)這些動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行各種分析、處理、區(qū)分、識(shí)別并確認(rèn)其異樣表現(xiàn)，預(yù)料其發(fā)展趨勢(shì)，查明其產(chǎn)生緣由、發(fā)生部位和嚴(yán)峻程度，并提出針對(duì)性的修理措施和處理方法。汽車(chē)在運(yùn)用過(guò)程中，由于某一種或幾種緣由的影響，其技術(shù)狀況將隨行駛里程的增加而變，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、牢靠性、平安性將漸漸或快速下降，排氣污染和噪聲加劇，故障率增加，這不僅對(duì)汽車(chē)的運(yùn)行平安、運(yùn)行消耗、運(yùn)輸效率、運(yùn)輸成本及環(huán)境造成極大的影響，甚至還干脆影響到汽車(chē)的運(yùn)用壽命。因而探討汽車(chē)故障的改變規(guī)律，定期檢測(cè)汽車(chē)的運(yùn)用性能，剛好而精確地診斷出故障部位并解除故障，就成為汽車(chē)運(yùn)用技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。因此，汽車(chē)故障診斷與檢測(cè)是復(fù)原汽車(chē)運(yùn)用壽命的關(guān)鍵，是汽車(chē)運(yùn)用技術(shù)的中心環(huán)節(jié)[2]。2.1.2汽車(chē)故障診斷的指標(biāo)（1)故障檢測(cè)的剛好性系統(tǒng)在發(fā)生故障后，故障診斷系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到故障的實(shí)力。故障發(fā)生到被檢測(cè)出的時(shí)間越短說(shuō)明故障檢測(cè)的剛好性越好。（2）早期檢測(cè)的靈敏度故障診斷系統(tǒng)對(duì)微小故障信號(hào)的檢測(cè)實(shí)力。故障診斷系統(tǒng)能檢測(cè)到的故障信號(hào)越小說(shuō)明其早期檢測(cè)的靈敏度越高。（3）故障的誤報(bào)率和漏報(bào)率誤報(bào)指系統(tǒng)沒(méi)有出去故障卻被錯(cuò)誤檢測(cè)動(dòng)身生故障；漏報(bào)是指系統(tǒng)發(fā)生故障卻沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)。一個(gè)牢靠的故障診斷系統(tǒng)應(yīng)盡可能使誤報(bào)率和漏報(bào)率最小化。（4）故障分別實(shí)力診斷系統(tǒng)對(duì)不同故障的區(qū)分實(shí)力。故障分別實(shí)力越強(qiáng)說(shuō)明診斷系統(tǒng)對(duì)不同故障的區(qū)分實(shí)力越強(qiáng)，對(duì)故障的定位就越精確。2.1.3汽車(chē)故障檢測(cè)與診斷的目的與意義對(duì)汽車(chē)進(jìn)行故障診斷，目的是在汽車(chē)不解體或僅卸下個(gè)別小件的狀況下對(duì)運(yùn)行車(chē)輛查明故障部位、緣由進(jìn)行的檢查、測(cè)量、分析和推斷。故障被診斷出來(lái)后，通過(guò)調(diào)整或修理的方法解除，以確保車(chē)輛在良好的技術(shù)狀況下運(yùn)行。汽車(chē)檢測(cè)包括平安環(huán)保檢測(cè)和綜合性能檢測(cè)。平安環(huán)保檢測(cè)：對(duì)汽車(chē)實(shí)行定期和不定期平安運(yùn)行和環(huán)保方面的檢測(cè)。目的是在其車(chē)不解體狀況下建立平安和無(wú)公害檢測(cè)體系，確保車(chē)輛具有符合要求的外觀容貌，良好的平安性能和規(guī)定范圍內(nèi)的環(huán)境污染。在平安、高效和低污染下運(yùn)行。綜合性能檢測(cè)：對(duì)汽車(chē)實(shí)行定期和不定期綜合性能方面的檢測(cè)。目的是在汽車(chē)不解體的狀況下，對(duì)運(yùn)行車(chē)輛確定其工作實(shí)力和技術(shù)狀況，查明故障或隱患的部位和緣由，對(duì)修理車(chē)輛實(shí)行質(zhì)量監(jiān)督，建立質(zhì)量監(jiān)控體系，確保車(chē)輛具有良好的平安性、牢靠性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化性，以創(chuàng)建更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，對(duì)車(chē)輛實(shí)行定期綜合性能檢測(cè)，又是實(shí)行“定期檢測(cè)、強(qiáng)制維護(hù)、視情修理”這一新修理制度的前提和保障。汽車(chē)檢測(cè)診斷技術(shù)是一種全新的、現(xiàn)代化的檢驗(yàn)工作，利用必要的儀器、設(shè)備進(jìn)而確定汽車(chē)的技術(shù)狀況。在汽車(chē)修理和平安中起著重要的作用。(加QQ1305065097查找全文) 圖11選擇故障征兆步驟3：推理并診斷系統(tǒng)故障點(diǎn)擊“診斷”按鈕。此時(shí)系統(tǒng)將顯示系統(tǒng)診斷界面，如圖12所示。推理過(guò)程見(jiàn)前面流程圖。首先按故障征兆查找各種可能故障緣由及對(duì)應(yīng)可信度，將故障緣由按系統(tǒng)歸類(lèi)，并計(jì)算系統(tǒng)故障可信度。然后按故障緣由索引號(hào)讀取“部件診斷表”中字段，然后將表中的故障緣由分類(lèi)，并乘上發(fā)生故障征兆的嚴(yán)峻程度。將系統(tǒng)可信度按大小排序，優(yōu)先檢修可信度大的系統(tǒng)。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)依據(jù)編號(hào)查找“部件診斷表”向用戶(hù)供應(yīng)檢修建議。圖12推理診斷步驟4：推理并診斷部件故障依據(jù)推理得到的系統(tǒng)故障，將該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的可能故障部位按可信度大小排序。如圖13所示，用戶(hù)可按可信度從大到小的依次檢修，也可依據(jù)汽車(chē)故障診斷的基本原則，即先簡(jiǎn)后繁、先易后難、先熟后生、先上后下、先外后里、先備后用、代碼優(yōu)先，選擇可能發(fā)生故障的較易檢查的部位。檢修建議依據(jù)故障緣由索引號(hào)取自“部件診斷表”。圖13檢測(cè)并確定故障部位步驟5：顯示檢修結(jié)論及說(shuō)明信息選中確定的故障并點(diǎn)擊“解除故障”按鈕，顯示如圖14所示的界面。點(diǎn)擊“保存”可以保存診斷結(jié)論，點(diǎn)擊“打印”可以打印診斷結(jié)果，點(diǎn)擊“返回”可以返回原始界面。圖14推理診斷7結(jié)論本文是以豐田凌志400空調(diào)系統(tǒng)為探討對(duì)象，在分析其它故障診斷技術(shù)和專(zhuān)家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)基于模糊推理的豐田凌志400空調(diào)系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了探討，建立了故障診斷系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，確定了將故障診斷模塊作為本文的主要探討內(nèi)容，在此前提下作了以下幾個(gè)方面的探討：（1）確定了系統(tǒng)的診斷理論基于模糊推理豐田凌志400故障診斷系統(tǒng)鑒于故障緣由與故障癥狀之間的不確定性和困難性，為了提高診斷困難故障的效率，確定采納符合常規(guī)診斷思路的正反向混合模糊推理策略作為本系統(tǒng)的推理理論。依據(jù)各故障緣由與故障癥狀之間的不同程度的因果關(guān)系，在綜合考慮全部癥狀的基礎(chǔ)上，診斷確定汽車(chē)空調(diào)發(fā)生故障的可能緣由。（2）探討了故障緣由可信度的確定方法模糊診斷矩陣的隸屬度（可信度）的確定與實(shí)際狀況的符合程度干脆影響診斷結(jié)果的精確性。為了提高診斷效率，本文應(yīng)用二元對(duì)比排序法中的相對(duì)比較法來(lái)確定該系統(tǒng)的隸屬度。同時(shí)確定了模糊學(xué)問(wèn)的表示方法，并進(jìn)行系統(tǒng)可信度的計(jì)算。（3）對(duì)故障診斷模塊進(jìn)行了計(jì)算機(jī)編程開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用Access和VisualBasic兩種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用Access為工具創(chuàng)建汽車(chē)故障診斷學(xué)問(wèn)庫(kù)，以VB軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面并實(shí)現(xiàn)與學(xué)問(wèn)庫(kù)的鏈接，運(yùn)用戶(hù)通過(guò)友好的人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)診斷和相關(guān)學(xué)問(wèn)的查詢(xún)，從而將困難的診斷修理變得更為形象直觀?？傊?，本系統(tǒng)通過(guò)歸納、總結(jié)大量的專(zhuān)家閱歷和診斷學(xué)問(wèn)，可對(duì)一些典型故障、困難故障進(jìn)行快速診斷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于條件和時(shí)間的限制，本系統(tǒng)還存在著一些不完善之處有待于接著探討和完善。參考文獻(xiàn)：[1]王秀貞.汽車(chē)故障診斷與檢測(cè)[M].北京:人民郵電出版社,2003(8):1-3,38[2]曹建國(guó),鄧定瀛,廖林清.汽車(chē)故障診斷與檢測(cè)技術(shù)[M].重慶:重慶高校出版社,2003(7):1-2[3]張桂榮，最新豐田轎車(chē)運(yùn)用與檢修，青島出版社，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]楊興，朱大奇.專(zhuān)家系統(tǒng)探討現(xiàn)狀與展望[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用探討，2007,24（5）：5-6[8]張麗莉，儲(chǔ)江偉，韓大明.汽車(chē)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的探討與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用探討，2008,25（6）：1635-1636[9]張朝陽(yáng)，張代勝，任佩紅.汽車(chē)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào).2003,39（11）：2-3[10]夏云鏵.新型汽車(chē)空調(diào)應(yīng)用與修理.機(jī)械工業(yè)出版社，2005,12：345[11]田小農(nóng)，楊海泉.汽車(chē)空調(diào)檢修.人民交通出版社，2007,6:133-135[12]歐華春，李大成.汽車(chē)空調(diào)實(shí)訓(xùn)教程.重慶高校出版社,2008.110-111[13]馬明金.汽車(chē)空調(diào)構(gòu)造運(yùn)用與修理.北京高校出版社,2005