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

1、我國是甘蔗種植和產(chǎn)糖大國，研發(fā)甘蔗聯(lián)合收獲機械，實現(xiàn)甘蔗收獲機械化對于提高甘蔗收獲生產(chǎn)率、降低蔗糖生產(chǎn)成本、提升我國蔗糖的國際競爭力具有重要的實用價值和戰(zhàn)略意義。在甘蔗收獲機械的設(shè)計過程，不僅需要大量的領(lǐng)域知識，而且需要很強的求解問題的技巧。將智能設(shè)計技術(shù)引入到產(chǎn)品設(shè)計中，既有利于提高設(shè)計自動化與智能化的水平，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)建基于知識的甘蔗收獲機械智能設(shè)計系統(tǒng)，圍繞智能

2、設(shè)計的若干關(guān)鍵技術(shù)進行分析研究，并將這些技術(shù)應(yīng)用到甘蔗收獲機械產(chǎn)品的智能化設(shè)計中。論文主要采用模糊理論對仿真分析與試驗數(shù)據(jù)進行處理，為實現(xiàn)性能分析與評價的智能化提供經(jīng)驗性知識，在此基礎(chǔ)上運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從分析與試驗數(shù)據(jù)中獲取隱式知識，實現(xiàn)對知識的聯(lián)想、推理等高效運用，同時運用粗集理論對經(jīng)驗性知識進行約簡，從而找出對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結(jié)果中的專家級設(shè)計知識。結(jié)合以上技術(shù)，構(gòu)建了甘蔗收獲機械智能設(shè)計系統(tǒng)，從

3、而為甘蔗收獲機械的方案設(shè)計、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)甘蔗收獲機械現(xiàn)有的研究成果，以及甘蔗收獲機械產(chǎn)品的智能設(shè)計流程，詳細分析了智能系統(tǒng)的總體設(shè)計思想。在此基礎(chǔ)上，提出了甘蔗收獲機械智能設(shè)計系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，將其分為設(shè)計型專家系統(tǒng)、工程分析及性能評價三大模塊，從而實現(xiàn)設(shè)計方案的選擇、方案的仿真驗證分析及性能評價等。 2) 知識是實現(xiàn)智能化的核心，為了獲取有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計分析、性能評價

4、的經(jīng)驗性知識，結(jié)合虛擬正交試驗與物理試驗等方法，對甘蔗收獲機械性能進行分析與測試。同時根據(jù)虛擬分析數(shù)據(jù)與試驗結(jié)果的特點，引入了模糊理論方法，采用模糊綜合評價方法對性能進行綜合評價，并形成模糊規(guī)則，通過對模糊規(guī)則的邏輯運算實現(xiàn)對性能的評價與分析。 3) 為了減少性能試驗研究成本，同時有效地獲取隱含在數(shù)值計算數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)中的隱式知識，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反復(fù)訓(xùn)練，利用反映輸入與輸出模式對的內(nèi)在規(guī)律的連接權(quán)建立了試驗條

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)可對新的設(shè)計條件作出快速的響應(yīng)。同時將知識表達在網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)與閥值中，實現(xiàn)了對知識聯(lián)想、推理的高效運用。 4) 為了克服神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對存儲在其連接權(quán)與閥值中的知識難以進行描述，對其推理過程難以理解等缺點，提出了采用粗集理論方法從仿真分析與實驗測試結(jié)果中識別和提取出潛在的知識，揭示出蘊涵在這些數(shù)據(jù)背后的內(nèi)在規(guī)律。通過基于粗集理論的屬性約簡與值約簡，在簡化決策表的同時，找出對決策信