基于BP神经网络的塔机起重臂结构应力识别.pdf

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1、第23卷第1期2010年1月机电产品开笈与剀新Development＆InnovationofMachinery&ElectricMProductsV01．23．No．1Jan．．2010文章编号：1002—6673(2010)Ol一116—03基于BP神经网络的塔机起重臂结构应力识别谢正义1，郑夕健1，李楠2(1．沈阳建筑大学交通与机械工程学院，辽宁沈阳110168；2．辽宁省沈阳中科腐蚀控制工程技术有限公司，辽宁沈阳110180)摘要：以某塔式起重机为研究对象，组建BP神经网络并进行训练，对塔机不同的工作状态训练得到可靠的应力识别网络。确定塔机特征参数与结构应

2、力间的非线性映射关系，识别出塔机起重臂结构的应力响应，为塔机寿命计算、安全监控及故障诊断提供参考。关键词：塔式起重机；BP神经网络；应力识别中图分类号：TPl8文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2010．01．048StressRecognitionforTowerCraneJibBasedonBPNeuralNetworkX／EZheng-Yil，ZHENGXi-Jianl，LINan2(1．SchoolofTrafficandMechanicalEngineering，ShenyangJianzhuUniversity。S

3、henyangLiaoning110168，China；2．ShenyangZhongkeCorrosionControlTechnologyCo．，Ltd．，ShenyangLiaoning110180，China)Abstract：Thispaperism撕nlytOresearchthemethodofthestructurals缸'essrecognitionfortowercranejibbasedOnBPneuralnetworkbytakingatowercraneastheobjectofstudy．TheBPneuralnetworkissetu

4、pandtrained．thentherehablestressrecognitionnetworkisob—tainedbytrainingtOthedifferentworkconditions．Therelationbetweenthetowercranecharacteristicparameterandthestructuralstressisbuilt，andthenthestructurestressresponsesofthejibarerecognized．Theaboveresultsprovidesthereferenceforcomputi

5、ngthetowerct_a!lelife，thesafetymonitoringandthefailurediagnosis．Keywords：towercrane；BPneuralnetwork；stressrecognition0引言随着塔式起重机(以下简称塔机)技术的进步，塔机正不断向大型化方向发展，随之而来的塔机故障诊断、安全监控及寿命计算也越来越重要。基于此，为了在塔机工作中更好地获取塔机结构的应力，本文基于神经网络理论．对BP神经网络的组建、设计训练样本、确定网络隐含层的神经元数目及网络训练过程作了探讨和分析．获取塔机特征参数与起重臂结构应力的非线性

6、映射关系．实现对塔机起重臂结构的应力识别。1BP网络组建BP网络是在实际中应用最广泛的网络之一，也是前向网络的核心部分。BP网络是南输入层、输出层和收稿日期：2009—12—31基金项目：建设部科技攻关项目(2007-k8-8，06-k8-8)；沈阳建筑大学青年基金项目(2009008)。作者简介：谢正义(1981一)，男，硕士研究生。主要从事工隐含层组成，层与层之间全连接，即层之间的每一个单元实现全连接，而每层神经元之间无连接。在组建一个人工神经网络时，主要考虑神绛网络样本数据的准备、网络结构及传递函数的选择、网络的训练方式、网络性能测试和评价方面的影响。1．1

7、训练样本数据设计由于常规的BP箅法在训练中采取最小二乘法．误差实行点对点的精确拟合，很容易产生过拟合现象。网络在训练的时候能够很快地达到误差最小．同时也容易陷入局部最优，在网络进行回判时必然会产生一定的误差，因此训练样本数据选择的科学性及数据表示的合理性，对网络设计具有极为重要的影响。本文选择基本载荷与附加载荷组合作为对塔机工作时影响结构的主要载荷，由于风载、回转惯性力、动态冲击等的影响．要时刻保持风载荷变化、起升载荷、回转惯性力对结构应力的影响，给网络训练处理带来很大的困难．为了安全考虑，风载衙按塔机工作状态时计算取。回惯性力则选择回转速度最大是进行计算。程机械

8、研究。本文