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Error assessment of laser cutting predictions by semi-supervised learning
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作者 Mustafa Zaidi Imran Amin +1 位作者 Ahmad Hussain Nukman Yusoff 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第10期3736-3745,共10页
Experimentation data of perspex glass sheet cutting, using CO2 laser, with missing values were modelled with semi-supervised artificial neural networks. Factorial design of experiment was selected for the verification... Experimentation data of perspex glass sheet cutting, using CO2 laser, with missing values were modelled with semi-supervised artificial neural networks. Factorial design of experiment was selected for the verification of orthogonal array based model prediction. It shows improvement in modelling of edge quality and kerf width by applying semi-supervised learning algorithm, based on novel error assessment on simulations. The results are expected to depict better prediction on average by utilizing the systematic randomized techniques to initialize the neural network weights and increase the number of initialization. Missing values handling is difficult with statistical tools and supervised learning techniques; on the other hand, semi-supervised learning generates better results with the smallest datasets even with missing values. 展开更多
关键词 semi-supervised learning training algorithm kerf width edge quality laser cutting process artificial neural network(ANN)
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激光超声无损检测技术及其在复合材料中的应用进展 被引量:1
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作者 杨金水 吴健豪 +3 位作者 付兰凌 李爽 罗浩 吴林志 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1130-1139,共10页
激光超声技术是一种非接触式、高分辨率的无损检测技术,可在恶劣环境中实现远距离检测,近年来在复合材料损伤检测领域得到了广泛地研究。本文对激光超声的激发及检测方法进行概述,介绍了激光超声无损检测技术在材料物理参数测量及医疗... 激光超声技术是一种非接触式、高分辨率的无损检测技术,可在恶劣环境中实现远距离检测,近年来在复合材料损伤检测领域得到了广泛地研究。本文对激光超声的激发及检测方法进行概述,介绍了激光超声无损检测技术在材料物理参数测量及医疗成像等领域的应用;对激光超声相控阵技术、超快激光超声技术、非线性激光超声等新技术的研究进展进行浅析,并列举了近年来深度学习在激光超声无损检测方面的应用案例;介绍了在复合材料领域的应用,并分析了存在的问题与解决方案;最后对激光超声技术的发展前景进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 激光超声 无损检测 热弹效应 激光技术 物理参数测量 机器学习 神经网络 复合材料
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基于神经网络和遗传算法的宽带激光熔覆层形貌尺寸预测
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作者 倪崇智 路妍 +4 位作者 颉潭成 王军华 徐彦伟 史墨可 翟文豪 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期78-83,共6页
针对宽带激光熔覆层形貌尺寸所受影响因素较多且难以控制的问题,将激光功率、扫描速度和送粉速率作为输入,以熔覆层宽度和高度作为输出,构建了BP神经网络宽带激光熔覆层形貌尺寸预测模型,分析了其预测精度,并使用遗传算法对所建BP神经... 针对宽带激光熔覆层形貌尺寸所受影响因素较多且难以控制的问题,将激光功率、扫描速度和送粉速率作为输入,以熔覆层宽度和高度作为输出,构建了BP神经网络宽带激光熔覆层形貌尺寸预测模型,分析了其预测精度,并使用遗传算法对所建BP神经网络预测模型的权值和阈值进行了优化。结果表明,BP神经网络预测熔覆层形貌尺寸的相对误差均在7.434%以内,GA-BP神经网络模型预测熔覆层形貌尺寸的相对误差均在5.348%以内。GA-BP神经网络模型在预测宽带激光熔覆层形貌尺寸方面精度较高,能有效指导宽带激光熔覆工艺参数的选择。 展开更多
关键词 宽带激光熔覆层 工艺参数 BP神经网络 遗传算法
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CMAC神经网络结构参数及其结构优化的研究 被引量:4
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作者 于薇薇 闫杰 +1 位作者 C.Sabourin K.Madani 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期732-737,共6页
CMAC神经网络具有学习算法简单、收敛速度快、局域泛化等优点,被广泛应用于机器人控制、信号处理、模式识别以及自适用控制等领域。但是网络的训练过程需要大量的存储单元,最优结构参数的选取是CMAC网络设计中一个重要问题。文中通过对... CMAC神经网络具有学习算法简单、收敛速度快、局域泛化等优点,被广泛应用于机器人控制、信号处理、模式识别以及自适用控制等领域。但是网络的训练过程需要大量的存储单元,最优结构参数的选取是CMAC网络设计中一个重要问题。文中通过对函数逼近问题的研究,说明了量化精度和泛化参数如何影响网络对函数的逼近质量。仿真结果表明,通过对结构参数的调整,可以达到最小的逼近误差。而通过对网络结构的优化不但可以节约网络的训练时间而且可以大幅度减少存储单元的数量。 展开更多
关键词 cmac神经网络 泛化参数 结构优化 函数逼近
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基于CMAC神经网络的激光切割加工工艺参数的选取 被引量:2
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作者 徐路宁 王霄 张永康 《电加工与模具》 2002年第2期44-47,共4页
提出了一种用神经网络技术构造激光切割加工工艺参数模型和建立加工参数自动选取系统的方法。利用CMAC神经网络算法 ,产生一个工艺参数自动选择器 ,将它嵌入到激光切割加工控制系统中 ,尤其适用于实时控制选取和改变加工工艺参数 。
关键词 cmac 神经网络 激光切割加工 工艺参数
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基于PSO-RBF的50mm厚Q235碳钢40kW激光坡口切割粗糙度预测方法
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作者 李天豪 成巍 +3 位作者 李峰西 王文涛 徐子法 吕蕾 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期218-224,共7页
提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙... 提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙度间的回归预测模型;采用粒子群算法实现径向基神经网络隐含层函数中心位置、宽度以及隐含层与输出层之间权值的优化,将优化后的模型用于坡口切面粗糙度预测。实验结果表明:与多层前馈神经网络、标准径向基神经网络模型相比,该模型对坡口切面粗糙度的预测结果更准确,该预测模型的决定系数为0.9576,均方根误差为0.0326,平均偏差误差为0.0409。本研究可以得到精确度较高的坡口切割粗糙度预测模型,实现高功率激光坡口切割粗糙度有效预测。 展开更多
关键词 高功率激光坡口切割 正交试验 径向基神经网络 粒子群算法
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激光切割头随动控制系统设计
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作者 祝志琛 周建鹏 龚元明 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期139-144,共6页
为提升等离子切割机的泛用性,设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准... 为提升等离子切割机的泛用性,设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的快速滤波算法。同时,采用BP神经网络实现PID算法自整定,以适应不同类型电机,增强系统的鲁棒性。经过上机验证,使用快速卡尔曼滤波算法的动态跟随精度较使用滑动平均值滤波算法时的0.05 mm提高至0.02 mm;电机移动距离在40 mm以内时,最大稳定时间较使用标准PID算法时的421.3 ms缩短至127.7 ms。该系统能够完成高速、高精度的激光切割任务。 展开更多
关键词 随动系统 激光切割 神经网络 电机控制
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基于数据挖掘的激光传感器参数优化数学模型
8
作者 王婷 仝延增 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期210-215,共6页
为提升激光传感器的灵敏度、分辨率等指标,构建基于数据挖掘的激光传感器参数优化数学模型。获得激光传感器测量范围内的目标物体移动距离以及不同夹角等动态参数,然后使用EMD算法挖掘激光传感器测量时动态数据的特征向量,RBF神经网络... 为提升激光传感器的灵敏度、分辨率等指标,构建基于数据挖掘的激光传感器参数优化数学模型。获得激光传感器测量范围内的目标物体移动距离以及不同夹角等动态参数,然后使用EMD算法挖掘激光传感器测量时动态数据的特征向量,RBF神经网络根据特征向量判别当前激光传感器参数是否偏离正常状态下的理论值,建立激光传感器参数优化数学模型,并对偏离正常状态的激光传感器参数进行优化。实验表明:该方法可准确判别激光传感器发射器到物像基准距离是否存在偏离情况,并可有效对激光传感器参数进行优化,灵敏度提升了15.29%,应用效果好。 展开更多
关键词 数据挖掘 激光传感器 参数优化 数学模型 EMD算法 RBF神经网络
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轻量化量子激光通信跟踪系统
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作者 于帅北 曹艳波 +2 位作者 徐彩前 王芳 孙景旭 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期72-76,共5页
为了提升自由空间卫星量子激光通信地面终端的跟踪精度并实现轻量化设计,设计了一种基于双探测器复合轴跟踪技术的轻量化量子激光通信跟踪系统。该系统采用T型铝合金跟踪架和碳化硅主镜结构,结合粗-精跟踪分级控制策略,通过压电陶瓷快... 为了提升自由空间卫星量子激光通信地面终端的跟踪精度并实现轻量化设计,设计了一种基于双探测器复合轴跟踪技术的轻量化量子激光通信跟踪系统。该系统采用T型铝合金跟踪架和碳化硅主镜结构,结合粗-精跟踪分级控制策略,通过压电陶瓷快反镜补偿残余误差,并引入智能调参比例积分微分(PID)控制算法优化参数。实验结果表明:系统在星地外场测试中,粗跟踪精度标准差为4 arcsec(方位轴)和6.3 arcsec(俯仰轴),精跟踪闭环后综合误差标准差降至1.4 arcsec(方位轴)和1.2 arcsec(俯仰轴),同时系统重量较传统设计减轻50%。 展开更多
关键词 量子激光通信 复合轴控制 自动调参 比例积分微分控制 主元分析神经网络
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CMAC改进算法在电动负载模拟器的应用 被引量:7
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作者 王刚 李建府 朱荣刚 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期72-76,共5页
在电动负载模拟器的控制系统设计中,其参数优化一般需要大量试验。根据负载模拟器的工作原理建立了伺服电机的数学模型,在分析CMAC神经网络控制结构的基础上,引入了更新系数和补偿环节,提出了一种基于CMAC神经网络的改进算法,对各控制... 在电动负载模拟器的控制系统设计中,其参数优化一般需要大量试验。根据负载模拟器的工作原理建立了伺服电机的数学模型,在分析CMAC神经网络控制结构的基础上,引入了更新系数和补偿环节,提出了一种基于CMAC神经网络的改进算法,对各控制参数进行了寻优,获得了参数的选择域。通过对系统的数字仿真表明,该方法可稳定地跟踪非线性输入,尤其在大角度高速下加载效果良好,满足项目精度性能要求,对负载梯度和频率变化具有自适应能力。 展开更多
关键词 电动负载模拟器 cmac神经网络 参数最优 自适应
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基于3D激光感知的隧道爆破参数优化设计方法 被引量:2
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作者 肖清华 袁浩 +4 位作者 夏金选 欧小强 臧熙玮 钟德超 刘志强 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期8-15,共8页
为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作... 为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作程序,建立BP神经网络模型、算法并确定模型参数。通过试验验证表明:1)将3D激光扫描技术应用于隧道爆破超欠挖质量感知中切实可行,与人工测量结果吻合较好,具有快速、实时和准确的优点;2)采用3D激光扫描方法能够对隧道爆破后的断面轮廓线进行精确评测,在获取爆破超欠挖的精细数据后,通过样本学习完成模型训练能推理出较为合理的爆破参数,改进后的优化方案使平均超挖降低54.8%。 展开更多
关键词 隧道 3D激光扫描 BP神经网络 爆破参数优化 超欠挖识别
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碳钢板激光切割工艺分析及优化 被引量:4
12
作者 钟毅 栾显晔 +3 位作者 李晓宇 薛海峰 李天享 武路鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第2期38-45,共8页
随着科技的不断发展,激光切割技术已经成为现代工业生产中不可或缺的技术之一,碳钢激光切割件加工技术也得到越来越多的应用。随着对加工工件的质量要求越来越高,对激光加工工艺进行优化以获得更高切割质量与切割精度的钢板具有重要意... 随着科技的不断发展,激光切割技术已经成为现代工业生产中不可或缺的技术之一,碳钢激光切割件加工技术也得到越来越多的应用。随着对加工工件的质量要求越来越高,对激光加工工艺进行优化以获得更高切割质量与切割精度的钢板具有重要意义。为了优化碳钢的激光加工工艺,文章以3 mm碳钢为对象,采用1500 W激光器系统,研究了激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力等切割参数对切割质量的影响。选取切缝宽度、表面粗糙度、挂渣高度作为评价切割质量的标准,综合分析工艺参数对切割质量的影响规律并研究了影响机理,同时通过卷积神经网络对数据进行预测分析,并采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对工艺参数进行优化,获得辅助气体为氧气条件下激光切割碳钢的最佳工艺参数为P=1500 W、v=64 mm/s、F=2.6 bar、h=2.9 mm。通过实验发现优化后的切件切割面光滑,无挂渣现象且切缝宽度较小,达到预期标准。 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 工艺参数 卷积神经网络 工艺优化
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基于“SC_ISSA-BP网络”驱动的激光熔覆表面粗糙度优化
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作者 马子煜 孙耀宁 罗建清 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第9期49-59,共11页
在激光熔覆过程中,工艺参数多样化,导致结果控制表现出非线性关系。通过深入分析各参数对熔覆层的影响,可以快速获得最优工艺,提高熔覆层的性能,推动激光熔覆技术的应用。基于正交实验设计,对实验数据进行极差分析,研究工艺参数对激光熔... 在激光熔覆过程中,工艺参数多样化,导致结果控制表现出非线性关系。通过深入分析各参数对熔覆层的影响,可以快速获得最优工艺,提高熔覆层的性能,推动激光熔覆技术的应用。基于正交实验设计,对实验数据进行极差分析,研究工艺参数对激光熔覆CoCrFeNiMo_(0.2)涂层表面粗糙度的影响。通过超景深扫描仪对实验样本进行微观分析,获得其表面粗糙度值。根据算法对工艺参数进行优化,探讨激光功率、送粉速度、扫描速率和搭接率多因素耦合作用下对激光熔覆多道搭接涂层表面粗糙度的影响,以优化最佳工艺参数组合,同时获得最优表面粗糙度。以拟合程度为指标对比优化模型,BP神经网络为94.79%,SSA-BP神经网络为96.981%,SC_ISSABP神经为98.528%。传统BP神经网络的误差指标均方误差根RMSE为58.3858μm,而SSA-BP神经网络的RMSE为51.2974μm,SC_ISSABP神经网络为43.9408μm。SC_ISSABP神经网络的优化能力最为明显。 展开更多
关键词 激光熔覆技术 工艺参数 粗糙度优化 人工神经网络 麻雀优化算法
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基于进化神经网络的刀具寿命预测 被引量:26
14
作者 徐玲 杨丹 +1 位作者 王时龙 聂建林 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期167-171,182,共6页
为预测道具寿命,引入人工神经网络技术,建立了刀具寿命预测神经网络模型,同时对切削参数进行优化选择。在刀具寿命预测中,针对反向传播算法存在收敛速度慢、容易陷入局部极小值及全局搜索能力弱等缺陷,采用遗传算法训练反向传播神经网络... 为预测道具寿命,引入人工神经网络技术,建立了刀具寿命预测神经网络模型,同时对切削参数进行优化选择。在刀具寿命预测中,针对反向传播算法存在收敛速度慢、容易陷入局部极小值及全局搜索能力弱等缺陷,采用遗传算法训练反向传播神经网络,设计了进化神经网络的学习算法。实验和仿真结果表明:基于进化计算的反向传播神经网络可以克服单纯使用反向传播网络易陷入局部极小值等难题,刀具寿命的预测精度较高,从而为刀具需求计划制定、刀具成本核算,以及切削参数制定提供理论依据,节约了制造执行系统中的生产成本。 展开更多
关键词 进化神经网络 遗传算法 刀具寿命 切削参数优化
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径向基神经网络在三维激光切割中的应用 被引量:8
15
作者 吴艳华 张永强 +2 位作者 陈武柱 张旭东 阎启 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1234-1237,共4页
分析了RBF神经网络的特点,并研究了它在三维激光切割中的应用,利用该神经网络及其变形可以预测切缝的宽度,也可以根据输入参数对试样的挂渣与否进行判定。比较了三维激光切割中切割倾角和切割方向对切割质量的影响,从而实现切割质量的... 分析了RBF神经网络的特点,并研究了它在三维激光切割中的应用,利用该神经网络及其变形可以预测切缝的宽度,也可以根据输入参数对试样的挂渣与否进行判定。比较了三维激光切割中切割倾角和切割方向对切割质量的影响,从而实现切割质量的预测和优化工艺参数的选取以指导实际的切割过程。 展开更多
关键词 激光 三维切割 径向基函数 RBF神经网络
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基于人工神经网络方法的切削用量智能选择系统 被引量:7
16
作者 陈杰 罗红波 赵武 《工具技术》 北大核心 2003年第10期17-19,共3页
介绍了BP神经网络的建模方法和算法 ,提出了采用神经网络方法进行切削用量选择的智能系统。试验表明 。
关键词 切削用量 智能选择系统 人工神经网络 切削参数
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激光修锐砂轮工艺参量的预测和优化算法 被引量:4
17
作者 周聪 张玲 +2 位作者 陈根余 邓辉 蔡颂 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期320-324,共5页
为了找到一种适用于激光修锐砂轮工艺参量预测和优化的方法,采用神经网络和粒子群算法,建立了激光修锐砂轮工艺参量优化模型。首先构建了工艺参量与工件表面粗糙度之间映射关系的神经网络模型,然后基于预测模型采用粒子群算法实现工艺... 为了找到一种适用于激光修锐砂轮工艺参量预测和优化的方法,采用神经网络和粒子群算法,建立了激光修锐砂轮工艺参量优化模型。首先构建了工艺参量与工件表面粗糙度之间映射关系的神经网络模型,然后基于预测模型采用粒子群算法实现工艺参量优化,最后采用粒子群算法优化获取的5组工艺参量进行了激光修锐试验。结果表明,样本值与神经网络仿真输出值的相对误差小于3%,试验值与期望值的相对误差控制在6%以内。综合说明该优化模型具备良好的优化能力。 展开更多
关键词 激光技术 激光修锐 神经网络 粒子群算法 工艺参量优化
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基于正交实验与BP神经网络的2AL2激光切割工艺参数优化 被引量:10
18
作者 伍文进 徐中云 +2 位作者 滕凯 严帅 张磊 《机床与液压》 北大核心 2018年第10期13-17,共5页
运用正交试验对2A12铝合金激光切割参数中激光功率、切割速度、气体压力的工艺数据进行极差、方差分析,得到综合质量最优的因素组合。并以切口粗糙度为研究对象,建立其BP神经网络预测模型,训练后的模型在验证样本测试中的预测值和实际... 运用正交试验对2A12铝合金激光切割参数中激光功率、切割速度、气体压力的工艺数据进行极差、方差分析,得到综合质量最优的因素组合。并以切口粗糙度为研究对象,建立其BP神经网络预测模型,训练后的模型在验证样本测试中的预测值和实际值之间误差较小,从而证明了建立BP神经网络来预测激光切割切口表面粗糙度的可行性,在实际生产中对指导激光切割获得较好的切割质量有一定的实用价值。 展开更多
关键词 激光切割 正交试验 极差分析 方差分析 神经网络
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基于支持向量机数控机床切削能耗预测方法研究 被引量:12
19
作者 陈薇薇 张华 +1 位作者 向琴 张业祥 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第11期54-56,共3页
数控机床在制造业中耗能比例大,研究其耗能至关重要。在数控机床切削过程中,切削参数的不同直接影响数控机床切削能耗大小。基于此分析切削过程中切削速度、进给量和切削深度等切削参数对数控机床切削能耗的影响,搭建基于支持向量机数... 数控机床在制造业中耗能比例大,研究其耗能至关重要。在数控机床切削过程中,切削参数的不同直接影响数控机床切削能耗大小。基于此分析切削过程中切削速度、进给量和切削深度等切削参数对数控机床切削能耗的影响,搭建基于支持向量机数控机床能耗与切削参数的模型。实例对比验证了基于支持向量机数控机床能耗预测方法的可行性,简化了传统经验公式繁琐的计算过程,相对于BP神经网络法比较精确,为数控机床节能问题、能耗定额等实际问题提供了基础理论依据。 展开更多
关键词 数控机床 支持向量机 BP神经网络 切削参数 能耗预测
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基于改进的BP神经网络对切削参数的优化选择 被引量:14
20
作者 赵韩 冯宝林 +1 位作者 董晓慧 吴振华 《机床与液压》 北大核心 2008年第F05期213-215,226,共4页
为了在切削零件时能合理选择切削参数并充分发挥机床的效能,建立了改进的BP神经网络,用样本集来训练和检测BP神经网络。实现了对切削参数的优化选择和切除率的预测,为切削参数的选择提供了理论依据。实例表明,采用BP神经网络优选的切削... 为了在切削零件时能合理选择切削参数并充分发挥机床的效能,建立了改进的BP神经网络,用样本集来训练和检测BP神经网络。实现了对切削参数的优化选择和切除率的预测,为切削参数的选择提供了理论依据。实例表明,采用BP神经网络优选的切削参数进行加工,能明显地降低成本、提高生产效率。 展开更多
关键词 切削参数 BP算法 改进的神经网络 优化选择
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