智能設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的研究及其在甘蔗收獲機(jī)械中的應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)是甘蔗種植和產(chǎn)糖大國(guó)，研發(fā)甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)械，實(shí)現(xiàn)甘蔗收獲機(jī)械化對(duì)于提高甘蔗收獲生產(chǎn)率、降低蔗糖生產(chǎn)成本、提升我國(guó)蔗糖的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的實(shí)用價(jià)值和戰(zhàn)略意義。在甘蔗收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程，不僅需要大量的領(lǐng)域知識(shí)，而且需要很強(qiáng)的求解問(wèn)題的技巧。將智能設(shè)計(jì)技術(shù)引入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，既有利于提高設(shè)計(jì)自動(dòng)化與智能化的水平，又有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。因此本文結(jié)合人工智能技術(shù)探討并構(gòu)建基于知識(shí)的甘蔗收獲機(jī)械智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，圍繞智能

2、設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究，并將這些技術(shù)應(yīng)用到甘蔗收獲機(jī)械產(chǎn)品的智能化設(shè)計(jì)中。論文主要采用模糊理論對(duì)仿真分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為實(shí)現(xiàn)性能分析與評(píng)價(jià)的智能化提供經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取隱式知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的聯(lián)想、推理等高效運(yùn)用，同時(shí)運(yùn)用粗集理論對(duì)經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)進(jìn)行約簡(jiǎn)，從而找出對(duì)決策信息具有重要影響的屬性，以及隱含在仿真分析與試驗(yàn)結(jié)果中的專(zhuān)家級(jí)設(shè)計(jì)知識(shí)。結(jié)合以上技術(shù)，構(gòu)建了甘蔗收獲機(jī)械智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從

3、而為甘蔗收獲機(jī)械的方案設(shè)計(jì)、性能分析提供有效的工具。 論文研究的主要內(nèi)容如下： 1) 根據(jù)甘蔗收獲機(jī)械現(xiàn)有的研究成果，以及甘蔗收獲機(jī)械產(chǎn)品的智能設(shè)計(jì)流程，詳細(xì)分析了智能系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想。在此基礎(chǔ)上，提出了甘蔗收獲機(jī)械智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，將其分為設(shè)計(jì)型專(zhuān)家系統(tǒng)、工程分析及性能評(píng)價(jià)三大模塊，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的選擇、方案的仿真驗(yàn)證分析及性能評(píng)價(jià)等。 2) 知識(shí)是實(shí)現(xiàn)智能化的核心，為了獲取有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析、性能評(píng)價(jià)

4、的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，結(jié)合虛擬正交試驗(yàn)與物理試驗(yàn)等方法，對(duì)甘蔗收獲機(jī)械性能進(jìn)行分析與測(cè)試。同時(shí)根據(jù)虛擬分析數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果的特點(diǎn)，引入了模糊理論方法，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并形成模糊規(guī)則，通過(guò)對(duì)模糊規(guī)則的邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)性能的評(píng)價(jià)與分析。 3) 為了減少性能試驗(yàn)研究成本，同時(shí)有效地獲取隱含在數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的隱式知識(shí)，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反復(fù)訓(xùn)練，利用反映輸入與輸出模式對(duì)的內(nèi)在規(guī)律的連接權(quán)建立了試驗(yàn)條

5、件與結(jié)果的非線性方程。根據(jù)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性方程，系統(tǒng)可對(duì)新的設(shè)計(jì)條件作出快速的響應(yīng)。同時(shí)將知識(shí)表達(dá)在網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)與閥值中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)聯(lián)想、推理的高效運(yùn)用。 4) 為了克服神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)存儲(chǔ)在其連接權(quán)與閥值中的知識(shí)難以進(jìn)行描述，對(duì)其推理過(guò)程難以理解等缺點(diǎn)，提出了采用粗集理論方法從仿真分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果中識(shí)別和提取出潛在的知識(shí)，揭示出蘊(yùn)涵在這些數(shù)據(jù)背后的內(nèi)在規(guī)律。通過(guò)基于粗集理論的屬性約簡(jiǎn)與值約簡(jiǎn)，在簡(jiǎn)化決策表的同時(shí)，找出對(duì)決策信