基于遗传算法优化Elman神经网络的机床热误差建模.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术No．42015年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2015文章编号：1001—2265(2015)04-0074—04D0I：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．04．019基于遗传算法优化Elman神经网络的机床热误差建模水黄玉春，田建平，杨海栗，胡勇，张良栋(四川理工学院机械工程学院，四川自贡643000)摘要：为了提高数控机床热误差模型的预测精度，以某型号立式加工中心为实验对象，采用模糊聚类与灰色综合关联度相结合

2、的方法对机床测温点进行优化，将测温点从8个减少到3个。利用遗传算法(GA)优化的Elman神经网络建立了主轴热漂移误差预测模型，通过实例比较了GA—Elman神经网络模型与普通Elman神经网络模型的预测效果。结果表明，与普通Elman神经网络所建的预测模型相比，GA—Elman神经网络模型对主轴轴向热漂移误差的预测精度较高，残差较小，网络的泛化能力较好。关键词：立式加工中心；热误差；Elman神经网络；遗传算法优化中图分类号：TH161；TG659文献标识码：AThermalErrorModelingforMachineToolBasedonG

3、eneticAlgorithmOptimizationElmanNeuralNetworkHUANGYu—ehun，TIANJian—ping，YANGHai-li，HUYong，ZHANGLiang—dong(SchoolofMechanicalEngineering，SichuanUniversityofScience&Engineering，ZigongSichuan643000，China)Abstract：InordertoimprovethepredictionaccuracyofCNCmachinethermalerrormodel

4、，averticalma—chiningcenterwastakenasaresearchobject．Thetemperaturemeasuringpointsofmachineareoptimizedbyusingacombinedmethodoffuzzyclusteringandgreycomprehensiverelationshipdegree．砀etempera—turemeasuringpointswerereducedfrom8to3．Thepredictionmodelofspindlethermaldrifterrorwas

5、es．tablishedbasedongeneticalgorithmoptimizationElmanneuralnetwork．ThepredictiveeffectofGA．ElmanneuralnetworkmodelandthecommonElmanneuralnetworkmodelswerecomparedthroughtheexample．ComparedwiththepredictionmodelbuiltbytheordinaryElmanneuralnetwork，theresultsshowthattheElmanneur

6、alnetworkhashigherfittingaccuracy，smallerresidualerrorandbettergeneralizationcapacityonspindleaxialthermaldrifteror．Keywords：verticalmachiningcenter；thermalerror；Elmanneuralnetwork；geneticalgorithmoptimizationBP神经网络、RBF神经网络、Elman神经网络。ElmanO引言神经网络是在BP神经网络的基础上改进而来，具有近年来，机床热误差补偿

7、技术作为一种经济有效局部的反馈结构，处理动态信息的能力较好。但由于的提高机床加工精度的措施得以迅速发展和推广，成Elman神经网络也采用BP神经网络的算法进行权值为现代精密工程的重要技术支柱之一。机床热误差的修正，同样存在学习速度较慢，易陷入局部极小值补偿技术的关键在于机床测温点的优化和热误差预测等缺陷。韩丽等采用遗传算法优化Elman神经网络模型的建立。机床热误差具有非线性的时变特性。模型的初始权值和阈值，较好地预测了电池的劣化程人工神经网络具有自组织、自适应和自学习的特点，可度。崔东文基于遗传算法优化的Elman神经网络建以以任意精度逼近任意

8、非线性连续函数，因而在机床立了一种预测效果较好的需水预测模型。热误差补偿建模方面得到广泛应用。为了研究遗传算法优化的Elman神经网络模