改进粒子群优化BP的数控机床热误差预测研究.pdf

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1、2015年7月机床与液压Ju1．2015第43卷第13期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．43No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．13．015改进粒子群优化BP的数控机床热误差预测研究袁媛，秦波r，秦岩。，王春暖，吴庆朝，张文兴(1．包头职业技术学院，内蒙古包头014010；2．内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014030；3．浙江大学信息学部控制科学与工程学系，浙江杭州3to0oo)摘要：由于BP存在网络结构选取基于经验、易陷入局部

2、最优、收敛速度慢等缺陷，致使基于BP的数控机床热误差预测模型精度不高，对此提出了一种改进粒子群优化BP的数控机床热误差预测建模的新方法。通过改进标准粒子群算法中粒子的位置与速度更新策略，以此寻找BP神经网络最优的阈值和权值，在此基础上建立数控机床热误差预测模型。仿真实验结果表明：与标准的BP神经网络和支持向量机相比，改进粒子群优化BP神经网络的数控机床热误差预测模型精度更高、泛化能力更强。关键词：改进粒子群算法；BP神经网络；数控机床；热误差预测中图分类号：TP18文献标志码：A文章编号：1001—

3、3881(2015)13-063-4StudyinThermalErrorPredictionofNCMachineToolBasedonImprovedParticleSwarmAlgorithmOptimizedBackPropagationYUANYuan，QINBo，QINYan，WANGChunnuan，WUQingchao，ZHANGWenxing(1．BaotouVocationalTechnologyCollege，BaotouInnerMongolia014010，China；2．

4、SchoolofMechanicalEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，BaotouInnerMongolia014030，China；3．DepartmentofInformation，ControlScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，HangzhouZhejiang310000，China)Abstract：Sincetheselectionmeansofstructur

5、esofbackpropagation(BP)neuralnetworkhavingsomedrawbackssuchas，heavilybasedonhumanexperience，lowconvergencerate，easytofallintolocaloptimizationandslowspeedofcovergency，whichcausedlowthermalelrorpredictiveaccuracytoexistinnumericalcontrol(NC)machinetoolb

6、asedontheBP，therefor，anewpredie-tiveel'l~rmodellingmethodbasedonimprovedparticleswarmoptimizedBPneuralnetworkwasproposed．Byaupdatingstrategyofpar-ticlepositionandspeedbasedontheimprovedstandardparticleswarlTIalogrithm，theoptimizedthresholdandweightofth

7、eBPneuralnetworkwerefound．Onbasisofit，thethermalerrorpredictivemodelforNCmachinetoolWasbuilt．Thesimulationexperimentalre—suitsshowthattheproposedthermalelTorpredictivemethodhasahigherpredictiveaccuracy，bettergeneralizationabilityascomparedwithsmnd~dalg

8、orithmsofBPneuralnetworkandsupportvectormachine．Keywords：Improvedparticleswax"malgorithm；BPneuralnetwork；Numericalcontrolmachinetool；ThermaleEl'orprediction0前言线性、强耦合的过程，与机床的结构、零部件材料的当前，我国数控机床在高速、高精密、多轴、智热膨胀系数、生产工况等密切相关。如何建立高精度能及复合化等方面实现