专家系统是人工智能研究的重要领域,80年代以来得到迅速发展和广泛应用。专家系统实际是一个智能计算机程序系统,其内部包含了大量的专家级的知识和经验。它能够充分运用专家的知识进行推理,可以像人类专家一样解决某个特定领域的复杂问题。
     我们对目前的各种专家系统工具进行了探讨和比较，根据局放在线监测的特点，选择了一种适合局部放电信号在线监测处理特性的工具，并进一步研究了发电机局部放电在线监测专家系统的结构，确定了知识的表达方式和推理形式。 局放
a) 专家系统工具选择
      专家系统工具，即专家系统语言，是一种高级语言，它提供一个推理机去执行该语言的语句。早期的专家系统工具大都由LISP和与PROLOG开放。但随着LISP的广泛应用，其运行速度慢、嵌入性差的缺点也逐渐暴露。1984年由美国航空航天局约翰逊空间中心推出了CLIPS。克服了LISP移植性差、开发工具和硬件成本高、嵌入性低的缺点。由于CLIPS的强大功能与良好性能，以及NASA对该软件采取的开放政策，CLIPS在美国国内外都有众多用户，他们应用CLIPS开发了许多实用的专家系统，并根据各自的需要对CLIPS进行扩充和改造，加拿大研究委员会在CLIPS中加入了模糊推理功能，推出了FuzzyCLIPS，使之具备模糊推理功能。此外也出现了以Java为核心技术的专家系统开发工具，由美国Sandia实验室推出的专家系统外壳Jess（Java expert system shell）就是其中的一个出色代表，随着Jess的应用的推广，模糊推理的功能也加入到Jess中，推出了FuzzyJ Toolkit。 微水密度
       在专家系统中，知识具有如下的特点：真实性与相对性，部分真实与不完全性，模糊性和不精确性。处理不确定性知识，是专家系统处理问题的重要特征。但是目前实际中使用的很多专家系统中，只能处理确定性的推理问题，无法处理含有不确定性知识的问题。在局放监测中，局部放电的程度是个非常重要的概念，但是其并不是一个定量的概念，无法用准确的数值来进行表征。支持模糊知识的表达和进行模糊推理是提高局部放电在线监测专家系统性格的关键之一。虽然目前CLIPS等确定性专家系统工具比较成熟，经过研究和验证，我们选择了FuzzyCLIPS作为我们实现专家系统的工具，FuzzyCLIPS对CLIPS的更改包括增加处理模糊概念以及进行模糊推理的能力。它允许领域专家用他们特有的模糊术语来描述规则。FuzzyCLIPS允许在对规则和事实的描述中，将模糊术语和一般术语，数字表示和逻辑控制，以及不确定性表示进行自由的组合。在近似推理过程中，模糊集合及模糊关系的表达是由模糊性来处理的，同时，事实与规则中的确定因子是由非精确性来操作的。关于上述功能的使用是可选择的，并且原有的CLIPS程序依然可以在其上正确执行。
b) 发电机局放在线监测专家系统的框架
       局部放电在线监测专家系统核心采用Fuzzy CLIPS, 接口和界面采用VC++，数据库采用SQL Serve
       系统数据库主要包含综合数据库和知识库两部分。综合数据库数据库主要由四部分组成：局放历史特征参数数据、发电机固有参数、发电机历史运行参数、发电机年检参数。这些数据放在SQL数据库中。
C) 专家系统功能和特点
   系统将发电机绝缘状态分成： 正常（绝缘良好）、注意（注意观察）、警告（可安排辅助实验和维修）、严重（尽快停机）4个级别，并可以根据当前数据库的数据和知识评估发电机绝缘状态，给出系统绝缘状态和置信度。
   当发电机局放明显时，系统基本上可以推理出局部放电类型：线棒放电、端部放电、槽放电和绝缘内部放电等。
   系统根据推理情况给出短期和长期的处理意见，使维护人员有章可寻，按照系统提供的处理步骤处理即可。
   系统采用的数据比较全面，除了在线检测局部放电得到局部放电历史特征数据外，发电机固有参数、历史运行参数等都可以放在数据库中作为知识的一部分。
   系统支持数据库数据残缺不全时的推理。
   系统的数据库和知识库是开放的，可以根据系统运行的情况由专家对相关知识进行调整。
   系统可支持多台发电机，在有同类机组时结论的置信度更高。
   系统支持模糊知识和模糊推理，更加符合实际情况。
   系统支持远程监控，专家和用户可以通过远程监控系统的运行情况。当有情况发生时，专家可以通过网络远程协助确认故障情况。