[發(fā)明專利]一種具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO-BPNN預(yù)測彎管截面形變的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211570972.5 | 申請日： | 2022-12-08 |
| 公開（公告）號： | CN116127797A | 公開（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張樹有;王才城;王自立;李瑞森;譚建榮 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F111/10;G06F113/14 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 林超 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 知情 初始化 強(qiáng)化 qpso bpnn 預(yù)測 彎管 截面 形變 方法 | ||
1.一種具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO-BPNN預(yù)測彎管截面形變的方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：對金屬管材彎曲成形工藝中的工藝參數(shù)變量進(jìn)行拉丁超立方采樣，將各個(gè)工藝參數(shù)變量的取值范圍作為輸入，輸出得到采樣后的多組工藝參數(shù)樣本；
步驟2：根據(jù)工藝參數(shù)的采樣情況，建立多組有限元數(shù)值模擬試驗(yàn)，計(jì)算各組輸入所對應(yīng)的彎管截面形變指標(biāo)，構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)集并進(jìn)行歸一化；
步驟3：構(gòu)建BPNN預(yù)測模型，以步驟1中的工藝參數(shù)變量作為輸入變量，對應(yīng)的彎管截面形變指標(biāo)作為輸出變量，通過設(shè)定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)和層數(shù)確定BPNN的隱含層結(jié)構(gòu)；
步驟4：采用具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO對BPNN預(yù)測模型的初始權(quán)重和閾值進(jìn)行優(yōu)化；引入高斯隨機(jī)向量和自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整策略強(qiáng)化QPSO的優(yōu)化性能，并基于彎管先驗(yàn)知識對種群進(jìn)行知情初始化，加快算法尋優(yōu)過程；
步驟5：使用步驟2中歸一化后的樣本數(shù)據(jù)集對優(yōu)化后的BPNN預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，生成彎管截面形變預(yù)測模型，將待測彎管的各組工藝參數(shù)樣本輸入完成訓(xùn)練的彎管截面形變預(yù)測模型，從而完成彎管截面的形變預(yù)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO-BPNN預(yù)測彎管截面形變的方法，其特征在于，所述步驟1中，工藝參數(shù)變量包括管材直徑d0、厚度比t0/d0、壓力塊助推距離與彎曲弧長之比Lp/Lb、彎曲角θ0、相對管彎曲半徑R0/d0、壓力塊摩擦系數(shù)fp、防皺塊摩擦系數(shù)fw、旋轉(zhuǎn)彎模摩擦系數(shù)fb、壓力塊間隙比cp/d0、旋轉(zhuǎn)彎模間隙比cb/d0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO-BPNN預(yù)測彎管截面形變的方法，其特征在于，所述步驟2具體為：
2.1)根據(jù)步驟1中各組工藝參數(shù)樣本，建立各組樣本對應(yīng)的有限元數(shù)值模型；
2.2)基于多組有限元數(shù)值模型計(jì)算各組工藝參數(shù)樣本對應(yīng)的彎管截面形變指標(biāo)，從而構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)集并進(jìn)行歸一化；樣本數(shù)據(jù)集中的輸入數(shù)據(jù)為多組工藝參數(shù)樣本，輸出數(shù)據(jù)為對應(yīng)的彎管截面形變指標(biāo)大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有知情初始化的強(qiáng)化QPSO-BPNN預(yù)測彎管截面形變的方法，其特征在于，所述步驟2.2)中，計(jì)算彎管截面形變指標(biāo)的具體步驟為：
1)從管材彎曲段的起始面開始，以相同的彎曲角度β作為間隔，對管材彎曲段均勻切割，截取得到N個(gè)彎管橫截面；其中，β＝θ0/N，N為設(shè)定的截取個(gè)數(shù)，θ0為管材彎曲角；
2)計(jì)算各個(gè)彎管橫截面的短軸變化率
其中，d0為管材彎曲前的原始直徑，dmin是管材彎曲后橫截面短軸的長度；
3)對截取出的所有橫截面，以各個(gè)橫截面的彎曲角度θi為自變量，對應(yīng)截面的短軸變化率為因變量，通過三次樣條插值法對所有點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到管材彎曲段的截面形變曲線；其中，θi＝β×i；
4)計(jì)算截面形變曲線上短軸變化率的平均值，即得彎管截面形變指標(biāo)的大小。
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