利用MATLAB軟件構(gòu)建了用于預(yù)測激光彎曲成形過程中激光掃描速度和激光功率的3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其中,輸入層、隱含層和輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為2、12和1。將實(shí)驗(yàn)獲得的15組樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后對所構(gòu)建的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證,并將掃描速度的預(yù)測誤差控制在8%以下,激光功率的預(yù)測誤差控制在6%以下。利用訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對獲得0.1°～0.5°板材彎曲角所需的激光掃描速度和激光功率進(jìn)行預(yù)測,得到30組工況下的預(yù)測數(shù)據(jù)。計(jì)算每種工況下的線能量大小并進(jìn)行比較,以最小線能量原則篩選出獲得每種板材彎曲角所需的最佳工藝參數(shù)組合。 

【文章來源】：塑性工程學(xué)報(bào). 2020,27(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

激光彎曲成形實(shí)驗(yàn)示意圖

為了獲得用于訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)，分別采用3種不同的激光功率(160、220和280 W)和5種掃描速度(10、15、20、25和30 mm·s-1)自由組合進(jìn)行激光彎曲成形實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)后的板材室溫自然冷卻，之后測量板材沿激光掃描線方向的彎曲角，共得到15組數(shù)據(jù)，如表1所示。實(shí)驗(yàn)中，為了得到較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對每組實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將板材的平均彎曲角作為最終彎曲角數(shù)據(jù)。激光彎曲成形實(shí)驗(yàn)試件如圖2所示。1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的基本思想是利用梯度下降法使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出值和期望輸出值的誤差均方差達(dá)到最小。它包括信號的前向傳播和誤差的反向傳播兩個(gè)過程，即計(jì)算誤差輸出時(shí)按從輸入到輸出的方向進(jìn)行，而權(quán)值和閾值的調(diào)整則按從輸出到輸入的方向進(jìn)行。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基本結(jié)構(gòu)通常包括3層:輸入層、隱含層和輸出層。層與層之間的神經(jīng)元利用權(quán)相互連接，而同一層的各神經(jīng)元之間無連接[12]，如圖3所示。其中，xi和yi分別為輸入變量和輸出變量。由于板材的激光彎曲角主要受激光功率和激光掃描速度的影響，因此，本文將在給定板材彎曲角和激光功率下，對掃描速度進(jìn)行預(yù)測，或在給定板材彎曲角和掃描速度下，對激光功率進(jìn)行預(yù)測。因此，所構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)確定為2，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)確定為1。網(wǎng)絡(luò)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)M可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(式(3))估算得到[8]:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3352495