故障诊断技术大致分为基于模型的方法和基于历史的方法,其中符号有向图SDG模型是一种深层知识模型,能够揭示复杂系统的变量间内在因果关系及影响,是定性仿真的一个重要分支,是一种重要的故障诊断方法。本文在总结前人有关SDG故障诊断研究的基础上,对基于SDG的故障诊断方法进行了系统而深入的研究,着重研究了SDG建模和推理机制,对复杂系统SDG故障传播规律进行了详细的研究,发展并完善了基于图论的故障诊断方法。为了克服SDG模型的固有缺陷,提高诊断分辨率和诊断速度,阐述了将SDG方法和专家系统方法相结合的思想,对基于SDG的故障诊断专家系统进行了详细研究,摒弃了传统由SDG模型推导产生式规则的浅层知识库设计方法,提出直接以SDG图模型深层知识作为所开发专家系统的深层知识库,同时将专家的知识和经验作为浅层知识库。最后对该专家系统的推理机算法进行了详细研究并且给出算法。本文的SDGExpert专家系统是基于Visual Prolog语言实现的,SDGExpert专家系统采用了用户层、中间层、存储层的三层架构设计,完全应用了面向对象程序设计方法,应用了良好的软件设计模式,不仅实现了专家系统应有的功能,还最大程度的实现了SDGExpert专家系统的可复用和可扩展性,以应付以后的进一步开发。文章最后在多功能仿真平台的液位离心泵仿真系统进行了SDGExpert专家系统案例仿真。结果证明该SDGExpert能够发现系统的故障根源,而且软件的友好的用户界面可以直观的对故障模式进行观察。