基于遗传算法和BP神经网络的花盘结构优化设计.pdf

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1、第7期机械设计与制造2011年7月MachineryDesign&Manufacture27文章编号：1001—3997(2011)07—0027—03基于遗传算法和BP神经网络的花盘结构优化设计珠(南京工业大学工业装备数字制造及控制技术重点实验室，南京210009)OptimaIdesignoffaceplatestructurebasedonBPneuralnetworkandgeneticalgorithmTANGJun，HUANGXiao-diao，FANGCheng-gang(SchoolofMechanicalandPowerEngineering

2、，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)；【摘要】综合利用有限元法、正交试验法、BP神经网络以及遗传算法对大重型数控转台的花盘结；}构系统进行优化研究。首先对花盘结构系统进行谐响应动力学分析，找出对结构动态特性影响最大的{l模态频率，并确定BP神经网络的输入变量，然后利用正交试验法和有限元分析法确定出BP神经网络i}样本点数据，建立反映花盘结构特性的BP神经网络模型，最后利用遗传算法对建立的BP神经网络优{l化。仿真结果表明，花盘第一阶固有频率提高15．5％，其自重降低9．8％。i}关键词：BP神经

3、网络；遗传算法；有限元法；正交试验，I结构优化{l【Abstract】Withtheapplicationoffiniteelementmethod，orthogonalexperimentmethod，BPneural2}networkandgeneticalgorithm,faceplatestructuresystemoflarge，heavydutyNCrotarytableisstudiedin{loptimizing．Firstofall，nkineticsanalysisoftheharmonicresponseisprocessedintheF

4、aceplatestructure：isystemtofindoutthefrequencymodewhicheffectsdynamicbehaviorofthesystemsignificantlyandcon一《；firmtheinputvariablesoftheBPneuralnetwork．Thenbyapplying帆orthogonalexperimentandfiniteele—l}fefeaturesofFaceplatestructure．Atlast，theBPneuralnetworkmodelwillbeoptimizedthrou

5、ghthege一{；neticalgorithrmSimz优。nreshssho们fthefirst。rderinhefrequeneyincreasesby15．5percen；}h9．8perceighlosl；Keywords：BPneuralnetwork；Geneticalgorithm；Finiteelement；Orthogonalexperiment；Struc-{～．p

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13、TH122，TP183文献标识码：A1己I吉适应性好的串，生成新的串的群体I”。单纯利用遗传算法对花盘结遗传算法(G。。tiAlgorithm，简称GA)是模仿自然界生物构进行形状优化设计时，需要不断对结构进行有限元分析，这样进化机制发展起来的随机全局搜索和优化方法，它利用某种编码要花费大量计算时间，给结构优化设计带来很大困难。通过利用技术，作用于称为染色体的数字串，模拟由这些串组成的群体的BP神经网络高度的非线性映射能力来获得遗传算法的适应度函进化过程。数值，替代繁复的有限元分析法。最后，对遗传算法优化结果进行遗传算法通过有组织的、随机的信息交换来重新组合那

14、些有限元分析，发现其优化结果可以满足工程要求。-k来稿日期：2010—09—20★基金项目：江苏省科技计划项目(BC2009012)，江苏省自然科学基金(BK2oo8374)考虑自卸汽车自卸作业时质心变高对于自卸汽车侧翻的影响，完[5]杨利勇，徐军．影响汽车侧翻的悬架因素分析[J]．贵州工业大学学报(自然科学版)，2004，33(4)：99—102．善自卸汽车侧翻预警装置。[6]朱天军，宗长富，郑宏宇，等．基于LQG~TR的重型半挂车主动侧倾控参考文献制仿真分析[J]．系统仿真学报，2008，20(2)：476--479．[1]RakhjaSandPiche，

15、A．，DevelopmentofDir