知识库结构
§1 知识库概述
知识库同知识表示和推理机构成专家系统的三个核心组成部分。知识表示研究如何将专家的知识和经验以一定的结构合乎逻辑地表达出来，而知识库则是研究知识的存贮结构，保证知识的明确性、相容性、简洁性及可维护性。严格地说，知识表示和知识库是分不开的，有何种知识表示，就有基于该种知识表示的知识库结构。
1.
2.
3.
4.
§2 燃气轮机知识库分类及总体结构
41
图4－1 燃气轮机知识分类
41
42
4211113336
图4－2 燃气轮机知识库分类
图4－3 燃气轮机知识库模型
§3 知识元库
4336
例4－1 主机系统由压气机、燃烧室和涡轮等子系统构成；压气机包括出口温度、出口压力、压比和叶片等对象（参数和部件）；燃烧室包括燃油喷射量等对象（参数）；涡轮包括轮间温度、平均排气量和静子、密封件等对象（参数和部件）。而每一对象有过高、过低、过大、过小、变形、磨损和断裂等状态描述（异常状态）。
图4－4 例4－1的图解表示
系统名库： {主机系统}
子系统名库： {压气机，燃烧室，涡轮}
对象名库： {出口温度，出口压力、压比，叶片，燃油喷 射量，轮间温度，平均排气量，静子，密封件}
状态描述库： {过高，过低，磨损，变形，断裂，过大，过小}
41
§4 关联库
414541
§5 断言库
11
33关联的连接运算。
断言1 主机系统透平轮间温度过高
图4－5 例4－1的深层知识库结构
333
（框架名：断言1）
（槽1：主机系统）
（槽2：透平）
（槽3：轮间温度）
（槽4：过高）
45
（框架名：断言1）
（槽1：1）
（槽2：3）
（槽3：6）
（槽4：1）
1361
（1145
1361ass111con1=1123ass13con133con2=36789ass16con266con3=612ass11con31361con1con2con3con1con2con31362()
con1*con2*con3{13611362}
*
定义4－1 设 为任意关联项， 为关联项 的首部， 为 关联项 的第 个关联体。 又令
关联项 分别属于一、二、三级关联库， 如果
且
那么称 关联项 经过连接生成断言集
={（ ）,
……
}
记为
其中， 为 的关联体数量，*为连接运算符。
41
结论4－1 设 分别为一、二、三级关联库， ,则对于任意的 ，通过连接运算 而生成的断言集构成断言库。
4546
|
图4－6 由图4－5生成的断言库结构
|
§6 规则库
r=（故障现象，故障原因，规则强度，行动方案〕
r=（故障现象；故障原因）＝（A；B）
:
1. B
形式1：
2. B
形式2：
3. B
形式3：
4. B
形式4：
4[5]
3
21
13
形式1
形式3
13n=131
33
A3B47
图4－7 规则的存储结构图
实际存储时，为了节省存储容量，提高匹配速度，上述各断言均采用该断言在断言库中的索引号表示。如图4－7中的规则1在规则库中的实际形式为：
图4－8 规则的实际存储形式
燃气轮机实际运行过程中，经常遇到的一个问题是效率和压比过低，根据专家经验可能是由于压气机叶片变形、磨损或断裂引起，当然也有可能是由辅助系统的故障引起，如放气机构工作不正常，进气导流气结冰等。为了能够沿用图4－6中例4－1的断言库，这里只考虑压气机叶片的故障引起压比过低的情况，因为关于压气机效率和辅助系统的断言在图4－6中并未列出。以前面讨论的形式3对这一规则作一描述：
设断言 A1＝主机系统压气机压比过低；
A2＝主机系统压气机叶片变形；
A3＝主机系统压气机叶片磨损；
A4＝主机系统压气机叶片断裂；
则上述专家经验可表示为规则
r=(A1；(A2，CT1,ACT1)Ú(A3,CT2,ACT2)Ú(A4,CT3,ACT3))
其中，CT1,CT2,CT3为规则强度，ACT1，ACT2，ATC3为行动方案。以图4－7的断言库为例，这条规则在规则库中的存储结构如下：
图4－9 规则r在规则库中的存储结构
§7 征兆库
正如前面所述，燃气轮机的同一故障现象可能对应多个原因，即多个故障可能诱发同一现象。例如，当涡轮效率有变化时，可能是下述几种原因引起：
1. 涡轮工作叶片拉长
2. 涡轮气流通道零件烧毁
3. 涡轮工作叶片扯断
4. 轴承和篦齿密封圈断裂
5. 排气装置损坏
而燃气轮机实际运行时，可能只发生其中一种或少数几种故障原因，并非所有的故障同时出现，为保证故障诊断的深度，必须对上述5个故障原因中实际没有发生的故障予以排除。当某一故障发生时，必然会表现出与之相关的确定的征兆，可以通过检查这些征兆是否出现来判断该故障是否发生，从而达到保证诊断深度、缩小诊断范围的效果。这也是设立征兆库的原因。
第三章中，提出了征兆的知识表示模型如下：
（故障状态；故障表现）
这里故障状态单一，并非多种故障状态的组合，而故障表现则是该故障状态发生时所表现出来的所有征兆的组合，同样，它们均由断言构成。因此，征兆在征兆库中的存储形式如下图所示：
图4－10 征兆在征兆库中的形式
这里，m为故障状态在断言库中的序号，n1,n2,...,nn分别为故障m的n个征兆在断言库中的序号。
本章小结
本章在燃气轮机知识分类的基础之上引出燃气轮机知识库的分类，并以燃气轮机知识之间的层次关系来构筑其知识库，提出了燃气轮机知识库的层次化模型。该模型中，各类知识自成一体，不同类知识之间的关系通过其相应的知识库之间的结构准确地体现出来。为了提高知识库的搜索和匹配效率，对知识库中的知识存储形式作了探讨。
