基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙層輝光離子滲金屬工藝預(yù)測模型的研究（

1、王國慶，等：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙層輝光離子滲金屬工藝預(yù)測模型的研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙層輝光離子滲金屬工藝預(yù)測模型的研究王國慶1張新2李小麗1（1.蘇州市職業(yè)大學(xué)電子信息工程系，江蘇蘇州215104；2.上海交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院上海200030）摘要：將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和算法應(yīng)用于雙層輝光離子滲金屬工藝的研究，在對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，建立了雙層輝光離子滲金屬工藝與滲層表面成分和元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)、滲層厚度和吸收率之間的數(shù)學(xué)模型，試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果

2、十分吻合.（摘要包括：研究目的、方法、（摘要包括：研究目的、方法、結(jié)果）果）關(guān)鍵詞：雙層輝光；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；預(yù)測模型中圖分類：TG156文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ARrsearchonannbasedpredictionmodelusedtodoubleglowplasmasurfacealloyingprocessingWANGGuoqin1XHANGXin2LIXiaoli1(1.CollegeofmaterialsScienceEngineer

3、ingJilinUniversityChangchun130022P.R.China；2.SchoolofMechanicalEngineeringShanghaiJiaotongUniversityShanghai200030P.R.China)Abstract：Thetheythealgithmoftheartificialneuralwkareappliedintheresearchofthetechniquethecomposi

4、tionthegrossmassfractionofelementthethicknessofsurfacealloyinglayeraswellastheabsptionrateisbuilt.Thecalculationresultsareingoodagreementwiththeexperimentalresults.KeyKeywdswds：Doubleglow；Artificialneuralwk；Predictionmod

5、el雙層輝光離子滲金屬技術(shù)是我國在國內(nèi)外都獲得專利的一項(xiàng)等離子表面冶金新技術(shù)它可以在普通材料表面形成具有特殊物理、化學(xué)性質(zhì)的表面合金層[14].雙層輝光離子多元共滲是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，各種合金元素在源極表面濺射的特性、工件表面的沉積擴(kuò)散，等離子體空間傳輸存在較大的差異.而且宏觀工藝參數(shù)較多，它們之間相互作用關(guān)系復(fù)雜，以往人們都是借助于經(jīng)驗(yàn)，很難找到反映其內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學(xué)模型.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的提出與發(fā)展為研究非線性系統(tǒng)提供了一種強(qiáng)有力的

6、工具，它已成功的應(yīng)用于許多研究領(lǐng)域，在材料熱處理學(xué)科的應(yīng)用越來越受到重視[56].首次以美國HAYEN公司生產(chǎn)的HastelloyC—2000鎳基耐蝕合金為源極，進(jìn)行NiCrMoCu多元共滲工藝研究.利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立了雙層輝光離子滲金屬工藝與滲層合金成分及合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)、滲層厚度和吸收率之間的預(yù)測模型.1試驗(yàn)方法和試驗(yàn)方案1.11.1試驗(yàn)方法滲金屬試驗(yàn)在自制雙層輝光離子滲金屬爐中進(jìn)行，源極材料為HastelloyC—200

7、0合金，尺寸為130mm50mm4mm，工件材料為20鋼，尺寸為80mm25mm3mm.采用脈沖放電模式：源極采用直流電源，工件采用脈沖電源。源極材料HastelloyC—2000的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：wNi=59%，wMo=16%，wCr=23%，wCu=1.6%，wC＜0.01%.1.21.2試驗(yàn)方案試驗(yàn)方案為了選定正交試驗(yàn)各個(gè)工藝參數(shù)的取值范圍，先結(jié)合以往試驗(yàn)研究的經(jīng)驗(yàn)，然后又進(jìn)行了20余爐的摸基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（6208092

8、1）作者簡介：王國慶（1973—），女，江蘇南京人，副教授，碩士，主要從事神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究；張新（1980—），女，江蘇蘇州人，講師，碩士，主要從事機(jī)械模型設(shè)計(jì)研究.XX等：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙層輝光離子滲金屬工藝預(yù)測模型的研究水面上，任何ESP、TCS、ABS、EBD裝備基本上極難發(fā)揮作用。當(dāng)車速在110kmh時(shí)，對干燥路面來說正常，但行駛在積水路面上時(shí)，卻是足以致命的。（2）積水越深，越容易產(chǎn)生滑水現(xiàn)象。試驗(yàn)表明，在混凝土路面上，水層為5m

9、m深時(shí)，斜交輪胎在車速80kmh時(shí)，附著系數(shù)已降為干混凝土路面的14以下（這時(shí)的附著系數(shù)僅相當(dāng)于冰雪路面），100kmh時(shí)附著系數(shù)幾乎降為零，這時(shí)汽車已完全飄在水面上了。對同樣的輪胎，水層為1mm深時(shí)，情況只是略好一點(diǎn)：車速80kmh時(shí)，附著系數(shù)降為干混凝土路面的12以下，100kmh時(shí)附著系數(shù)僅為干混凝土路面的18。這說明，即使是薄如1mm的積水層，在車速較高時(shí)也會(huì)造成慘重的車禍。（3）輪胎載荷及結(jié)構(gòu)將直接影響著汽車對地面的附著能力。

10、輪胎垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大；輪胎充氣壓力對側(cè)偏剛度也有顯著影響，氣壓增加，側(cè)偏剛度增大；同時(shí)輪胎花紋的排水能力也非常重要，磨損后的輪胎更加危險(xiǎn)。（4）部分滑水雖然不會(huì)使輪胎完全失去轉(zhuǎn)向控制，但是由于輪胎與路面的接觸面積減少，附著力下降較多，很容易發(fā)生側(cè)滑，引起交通事故。2.2基于MODBUS協(xié)議串口通信模塊的軟件實(shí)現(xiàn)在主控制系統(tǒng)中，工控機(jī)需要和功率變送器進(jìn)行通信，用于傳輸定子電網(wǎng)信號等，功率變送器提供遵從MODB

11、US串口通信協(xié)議的RS485串口，在通過一個(gè)RS485轉(zhuǎn)換成RS232串口的硬件轉(zhuǎn)接口，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和功率變送器的通信。創(chuàng)建數(shù)據(jù)幀Byte(9)將從設(shè)備地址寫入Byte(0)將功能碼寫入Byte(1)將起始寄存器地址寫入Byte(2)～Byte(3)將寄存器個(gè)數(shù)寫入Byte(4～Byte(5)計(jì)算校驗(yàn)位CRC寫入Byte(6～Byte(7)讀出緩沖區(qū)數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)CRC結(jié)束正確串口初始化發(fā)送報(bào)文接收報(bào)文打開串口取出Byte(3)～Byte(4

12、)值計(jì)算得到Uab值取出Byte(7)～Byte(8)值計(jì)算得到Ucb值取出Byte(5)～Byte(6)值計(jì)算得到Iab值取出Byte(9)～Byte(10)值計(jì)算得到Icb值取出Byte(11)～Byte(12)值計(jì)算得到P值取出Byte(13)～Byte(14)值計(jì)算得到Q值取出Byte(15)～Byte(16)值計(jì)算得到COSФ值取出Byte(17)～Byte(18)值計(jì)算得到f值關(guān)閉串口圖1串口發(fā)送和接收報(bào)文的程序流程圖2.3

13、2.3評估因素的模糊評估模型評估因素的模糊評估模型對城市電網(wǎng)供電能力評估，首先對各個(gè)元素進(jìn)行模糊評估，關(guān)鍵是確定每個(gè)模糊事件的隸屬函數(shù)?；静襟E如下：（1）確定模糊事件因素W水平“良好”和因素W水平“不好”的隸屬度函數(shù)，本文統(tǒng)一選取梯形或者半梯形曲線。（2）把因素W分成一系列的小區(qū)間，根據(jù)該因素的實(shí)際計(jì)算或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該因素位于各個(gè)電壓合格率是實(shí)際運(yùn)行電壓在允許電壓偏差范圍內(nèi)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與對應(yīng)的總運(yùn)行時(shí)間的百分比，表征城市電網(wǎng)供電質(zhì)