GA-BP在数控机床结合面动态特性建模中的应用

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22012年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2012文章编号：1001—2265(2012)02—0012—04GA—BP在数控机床结合面动态特性建模中的应用术周喜峰，汪惠芬，刘婷婷(南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：针对目前我国对数控机床结合面动态特性理论建模难度大、效率低等问题，建立了数控机床固定结合面动态特性参数的神经网络模型，利用BP神经网络的自学能力，对固定

2、结合面特性进行了分析预测。同时利用遗传算法全局搜索能力强的特点，对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化．克服了其收敛速度慢和易陷入局部最优解的缺点。通过MATLAB对该算法进行编程。结果显示，该模型对数控机床结合面动态特性的判断基本符合实际。关键词：数控机床；遗传算法；神经网络；MATLAB中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATheApplicationofDynamicCharacteristicsofFixJointBasedOilGA-BPZHOUXi—feng，WANGHui—fe

3、n，LIUTing-ting(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Fortheproblemofgreatdifficultyandlowefficiencyintheoreticalmodelingofdynamicchar-acteristicsinjointofCNC，ThispaperEstablishesaNeuralnetwork

4、modelofdynamiccharacteristicsinjoint，usingtheself—learningabilityofBPneuralnetwork，themodelanalyzesandprecidesthefixedjointcharateristics．Atthesametime，themodeloptimizestheweightsandthresholdsofBPneuralnetworkmakeuseofgeneticalgorithm，becauseofitsstro

5、ngabilityofoverallsearchandthisovercomesitsslowconvergenceandeasytofallintotheshortcomingsofthelocaloptimalsolution．Thealgorithmispro—grammedbyMATLAB，Theresultsshowthatitismeettherealisticthatjudgingthedynamiccharacteris·ticsinjointofCNCbythemode1．Key

6、words：CNCmachinetools；geneticalgorithm；neuralnetwork；MATLAB机床的重要性，以伊东谊为代表的日本学者，做了0引言大量的结合面特性的实验研究，但由于结合部作用数控机床结合面的接触刚度常常是机床整体刚机理的非线性、影响因素的多样性，大部分都是实验度的重要组成部分，有时甚至成为机床整体刚度的研究，而实验数据毕竟有限，并没有发展成理论算薄弱环节，所以在研究机床结构特性时，必须充分考法。虑结合面的接触刚度。研究表明，影响机床固定结人工神经网络是一种理想

7、的非参数化建模工合面基础特性的因素有很多，包括结合面材料、粗糙具，特别适用于多因素复杂的非线性关系建模，国内度、加工方法、介质、面压等等，大部分因素对结合面温淑华、张学良、黄玉美等人曾利用BP神经网络对特性的影响是非线性的，而且各因素之间又存在着结合面基础特性参数进行建模并取得了不错的成相互影响，复杂多变的情况决定了结合面各个影响绩。但是该方法有它的不足之处，作为网络权值因素具有强耦合性、不确定性和不可连续性，难以对调整算法的BP算法是一种局部寻优算法，它易陷入此建立准确的理论表达式。。局部最小点

8、，而且收敛速度较慢。因此，为了得到一20世纪80年代，各国学者意识到结合面特性对个比较理想的机床结合面基础特性参数的神经网络收稿日期：2011—07—07；修回日期：2011—08—02基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2009ZX04014—036)作者简介：周喜峰(1986一)，男，江苏苏州人，南京理工大学机械工程学院硕士，主要研究方向为网络化制造，先进制造技术，(E—mail)zxf861202@163．corn。2012年2月周喜峰，等：GA．BP在数控