周冰

摘 要：文章主要針對(duì)機(jī)械模具的三維仿真系統(tǒng)（MSS）開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行闡述，對(duì)該系統(tǒng)所具有的功能與結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹與分析。三維仿真系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中具有自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境與學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，在實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行兩年左右的應(yīng)用后，能夠?qū)ιa(chǎn)流程的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行改良與指導(dǎo)，可顯著提高生產(chǎn)當(dāng)中的各項(xiàng)指標(biāo)。文章將某拉鏈生產(chǎn)企業(yè)作為實(shí)例，闡述三維仿真系統(tǒng)在機(jī)械模具方面的開(kāi)發(fā)與研究，旨在提高我國(guó)的生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，為更為先進(jìn)的生產(chǎn)方法提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械模具；三維仿真系統(tǒng)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；生產(chǎn)指標(biāo)；工業(yè)經(jīng)濟(jì)

1 拉鏈產(chǎn)業(yè)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

我國(guó)在拉鏈生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中起步較早，自1980年至今的發(fā)展極為迅速，誕生出一大批以拉鏈生產(chǎn)為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)，也使得拉鏈生產(chǎn)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大。到了1999年，我國(guó)在拉鏈方面的產(chǎn)量能夠占據(jù)全球拉鏈總產(chǎn)量的半數(shù)左右，總長(zhǎng)度超過(guò)100億米，一舉成為全球范圍內(nèi)拉鏈生產(chǎn)量最大的國(guó)家。

雖然目前我國(guó)的拉鏈生產(chǎn)量仍然占據(jù)著世界的首位，但是由于各類(lèi)文化產(chǎn)業(yè)的沖擊，對(duì)于生產(chǎn)與制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，也要順應(yīng)潮流，將產(chǎn)品推陳出新，也要與世界范圍內(nèi)各家具有特色的著名拉鏈廠商進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)拉鏈?zhǔn)袌?chǎng)當(dāng)中常用的銷(xiāo)售手段為降低價(jià)格，雖然銷(xiāo)售量持續(xù)增長(zhǎng)，但是利潤(rùn)與以往相比卻并沒(méi)有顯著的增加，質(zhì)量方面也難以達(dá)到世界先進(jìn)水平，行業(yè)內(nèi)部的相關(guān)人士擔(dān)心長(zhǎng)此以往，我國(guó)拉鏈行業(yè)將逐漸成為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，在價(jià)格戰(zhàn)的硝煙當(dāng)中漸漸消失。從另一個(gè)角度來(lái)思考，其實(shí)這種價(jià)格戰(zhàn)屬于世界同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前奏，降價(jià)是一種應(yīng)對(duì)高精尖產(chǎn)業(yè)的有效有段之一，在工藝水平、產(chǎn)品質(zhì)量以及創(chuàng)新性方面達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，低廉的價(jià)格自然也會(huì)成為一種優(yōu)勢(shì)，甚至能夠依靠?jī)r(jià)格的低廉使我國(guó)進(jìn)入到WTO以及國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的行列當(dāng)中。之所以我國(guó)拉鏈的價(jià)格持續(xù)降低，也是在警示著我國(guó)的拉鏈生產(chǎn)企業(yè)，要將市場(chǎng)的供求作為關(guān)注的主要對(duì)象，不僅要將產(chǎn)量予以控制，還要通過(guò)各種手段提高質(zhì)量，以此來(lái)開(kāi)辟更為廣闊的國(guó)際市場(chǎng)。

持續(xù)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)取得利潤(rùn)，但是畢竟這種競(jìng)爭(zhēng)方式屬于最為低級(jí)的手段之一，如果將一個(gè)拉鏈生產(chǎn)企業(yè)所有的希望放在倚靠?jī)r(jià)格取勝這一個(gè)方面，最終該企業(yè)將會(huì)走上滅亡的道路。因此在價(jià)格降低的同時(shí)，要將關(guān)注點(diǎn)放在這樣的價(jià)格降低是否真的是由于成本降低，還是純粹的為了市場(chǎng)而進(jìn)行惡性壓價(jià)。但是大量的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)驗(yàn)告訴人們，將競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手打垮后獨(dú)享市場(chǎng)的情況是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此還是要將所有的注意力放在提升自身方面，在產(chǎn)品的質(zhì)量、工藝以及制造方面延伸出更多的優(yōu)勢(shì)，才能夠達(dá)到獲得市場(chǎng)份額的最終目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)仿真學(xué)的基礎(chǔ)為多元化的學(xué)科理論，其方法為計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合各種相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究數(shù)據(jù)最終得出的結(jié)論，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中不僅能夠?qū)?shí)驗(yàn)的結(jié)果予以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，還能夠通過(guò)不斷的實(shí)踐對(duì)更為深入的機(jī)理與規(guī)律進(jìn)行探索，在科學(xué)的領(lǐng)域當(dāng)中持續(xù)保持先驗(yàn)性。另外，還可以通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的方式并對(duì)其進(jìn)行改良以及更新?lián)Q代，作為替代實(shí)際產(chǎn)品接受檢驗(yàn)、測(cè)量的有效工具，能夠充分應(yīng)用于各種工程或非工程的領(lǐng)域當(dāng)中。

本次研究當(dāng)中，將針對(duì)拉鏈生產(chǎn)行業(yè)的“仿真系統(tǒng)”進(jìn)行深入研究，模擬拉鏈的開(kāi)合效果，再通過(guò)這種效果的設(shè)計(jì)給出拉鏈應(yīng)該具備的各項(xiàng)指標(biāo)與性能數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估與分析，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程與周期，降低開(kāi)發(fā)與制造成本，提升市場(chǎng)熱度與產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)方面的豐收，在國(guó)際市場(chǎng)當(dāng)中開(kāi)辟出更為廣闊的發(fā)展路徑，在高檔拉鏈的市場(chǎng)當(dāng)中搶占地位、份額與利潤(rùn)，為我國(guó)的制造生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展提供參考依據(jù)。

2 三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)步驟

三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)為生命周期法，在階段方面歷經(jīng)了認(rèn)識(shí)、概念、形式、實(shí)現(xiàn)以及測(cè)試等五個(gè)明顯的階段與周期。

在三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，主要包括以下幾個(gè)步驟：

第一，進(jìn)行軟件分析，分析當(dāng)中要包括操作者對(duì)于系統(tǒng)的使用習(xí)慣、使用需求以及軟件本身所具有的功能等方面；

第二，進(jìn)行軟件框架設(shè)計(jì)，其中包括對(duì)總體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、總體工作流程的設(shè)計(jì)以及單個(gè)模塊的分解分析等；

第三，進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，工作內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)分析、模型框架設(shè)計(jì)、知識(shí)庫(kù)組建、UI設(shè)計(jì)等方面。數(shù)據(jù)分析當(dāng)中包括對(duì)數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)傳輸、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換等方面進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，模型框架設(shè)計(jì)中包括對(duì)拉鏈拉合的受力模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、工作模式識(shí)別、混沌遺傳算法等方面的設(shè)計(jì)，UI設(shè)計(jì)主要針對(duì)主界面當(dāng)中能夠反饋、收集以及拋棄的信息進(jìn)行集中的歸納總結(jié)與設(shè)計(jì)；

第四，進(jìn)行程序編制，其中包括建立三維產(chǎn)品接口，搭建設(shè)計(jì)平臺(tái)、選取模式識(shí)別算法、BP算法、混沌遺傳算法、建立拉鏈拉合受力模型，進(jìn)而將整個(gè)由數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)建立起來(lái)的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變后形成程序語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)。隨后還要建立相關(guān)的知識(shí)庫(kù)，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)南嚓P(guān)程序；

第五，進(jìn)行系統(tǒng)集成，工作內(nèi)容包括將算法、數(shù)據(jù)以及知識(shí)庫(kù)等模塊進(jìn)行集成，進(jìn)而形成三維仿真系統(tǒng)，隨后對(duì)其中的各個(gè)模塊接口問(wèn)題、集成問(wèn)題予以解決，最終完善三維仿真系統(tǒng)。

3 三維仿真系統(tǒng)的功能與開(kāi)發(fā)內(nèi)容

與拉鏈生產(chǎn)相關(guān)的系統(tǒng)全稱(chēng)為“機(jī)械模具三維仿真系統(tǒng)”，這一系統(tǒng)將針對(duì)對(duì)象程序設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的方法，在拉鏈產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，應(yīng)用最為先進(jìn)的操作系統(tǒng)與語(yǔ)言環(huán)基于拉鏈生產(chǎn)行業(yè)設(shè)計(jì)的三維仿真系統(tǒng)當(dāng)中包括了幾大功能，分別為：仿真、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)與尋優(yōu)。

仿真指的是建立力學(xué)模型，模擬模具的裝配過(guò)程，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)后，進(jìn)行形成完善的拉鏈拉合過(guò)程模擬系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)指的是搭建設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)新類(lèi)型的產(chǎn)品、模具以及產(chǎn)品庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建立。

預(yù)報(bào)指的是對(duì)拉鏈拉合的輕滑度、拉頭拉片結(jié)合強(qiáng)力與抗張強(qiáng)力、抗扭力、自鎖強(qiáng)力以及模具裝配的干涉現(xiàn)象進(jìn)行觀察與監(jiān)測(cè)。

尋優(yōu)指的是對(duì)于特定型號(hào)的拉鏈進(jìn)行最佳靜態(tài)參數(shù)的考量、拉頭最佳參數(shù)確定后的動(dòng)態(tài)考量、鏈牙最佳參數(shù)確定后的動(dòng)態(tài)考量，對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估后選定最佳的配比路線(xiàn)，具體工作包括：endprint

3.1 權(quán)限管理

針對(duì)功能、圖檔以及查閱等方面的授權(quán)的限制與開(kāi)放。

3.2 圖檔管理

將相關(guān)文檔形成圖像后輸入數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，方便日后的查詢(xún)、瀏覽、修改、刪除、打印、復(fù)制等相關(guān)操作。

3.3 設(shè)計(jì)庫(kù)

基本的三維儲(chǔ)存格式總共有12種，主要針對(duì)拉頭、拉片、鏈牙進(jìn)行分類(lèi)，其中包括尼龍、金屬、塑鋼等不同的材質(zhì)，另外還包括不同的型號(hào)，在數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存時(shí)刻采用SQL-Server。

3.4 靜態(tài)尋優(yōu)

當(dāng)用戶(hù)確定產(chǎn)品材質(zhì)與型號(hào)后，可通過(guò)力學(xué)性能的選擇，最終形成單個(gè)拉頭、拉片以及鏈牙的三維造型、組合造型、尺寸、力學(xué)指標(biāo)等參數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所能顯示的力學(xué)性能指標(biāo)圖表，通過(guò)模擬監(jiān)測(cè)流程將局部能夠放大、縮小，對(duì)整體能夠放大、縮小，對(duì)關(guān)鍵尺寸的衡量、標(biāo)注，對(duì)具體規(guī)格的網(wǎng)格與實(shí)體，包括還可以采用動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。

3.5 動(dòng)態(tài)尋優(yōu)

在國(guó)際拉鏈產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，拉鏈具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格與數(shù)據(jù)庫(kù)，因此可以通過(guò)已有的數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，將拉頭以及鏈牙的關(guān)鍵尺寸輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，系統(tǒng)即可給出相應(yīng)的樣品型號(hào)，通過(guò)自我需求的調(diào)整之后，能夠產(chǎn)生最后確定的三維樣品，根據(jù)樣品可得到三維組合圖樣以及在常規(guī)狀態(tài)下或不同狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)的五個(gè)力學(xué)性能指標(biāo)參數(shù)。對(duì)于輕滑度參數(shù)的獲取，可以通過(guò)下拉角度的調(diào)整對(duì)不同輕滑度參數(shù)進(jìn)行確定，同時(shí)還可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行模擬。對(duì)于新型拉鏈的制造，可以通過(guò)設(shè)計(jì)庫(kù)當(dāng)中的已有數(shù)據(jù)調(diào)用某些鏈牙結(jié)構(gòu)，將與之能夠匹配的拉頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，進(jìn)行優(yōu)化的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，使其能夠符合現(xiàn)實(shí)的力學(xué)性能參數(shù)。

3.6 模具裝配三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)

將模具當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)配件進(jìn)行設(shè)計(jì)后，能夠得到一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)配件庫(kù)，可以將不同的產(chǎn)品進(jìn)行各種形式的組裝，再通過(guò)模具進(jìn)行裝配方面的動(dòng)態(tài)模擬，對(duì)其工作流程進(jìn)行模擬后，可以將運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的所有參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，使得模具開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)@些參數(shù)進(jìn)行修改、調(diào)整、加入或刪減。

3.7 拉鏈產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)

接入POV-Ray共享軟件，為設(shè)計(jì)人員提供拉鏈產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)。

4 三維仿真系統(tǒng)主要模塊的設(shè)計(jì)理念

在拉鏈產(chǎn)業(yè)三維仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)當(dāng)中，所采用的技術(shù)要具有科技、難度、交叉等顯著的應(yīng)用特點(diǎn)，其中將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、OPENGL編程、機(jī)械力學(xué)、VC#圖形編程技術(shù)、分形與混沌理論、人工智能理論、SQL Sercer數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等進(jìn)行綜合利用，同時(shí)采用以下技術(shù)手段：①將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)引入力學(xué)模型仿真當(dāng)中；②將混沌理論引入仿真系統(tǒng)當(dāng)中；③將傳統(tǒng)力學(xué)模型與人工智能模型進(jìn)行融合；④圖形編程技術(shù)。

4.1 采用干涉現(xiàn)象檢測(cè)八叉樹(shù)算法

在拉鏈設(shè)計(jì)的三維仿真系統(tǒng)當(dāng)中，主要的仿真模塊功能包括：按照用戶(hù)的操作實(shí)現(xiàn)：①移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)三維實(shí)體；②計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)中的所有靜態(tài)或動(dòng)態(tài)信息；③對(duì)于運(yùn)動(dòng)當(dāng)中的實(shí)體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀察其是否與其他物件發(fā)生干涉的情況。

八叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是近幾年當(dāng)中通過(guò)CAD軟件發(fā)展而來(lái)的一種新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，屬于三維實(shí)體模型描述方法當(dāng)中的一種，在機(jī)械制造、幾何運(yùn)算、機(jī)器人設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械的三維仿真系統(tǒng)當(dāng)中得到了大量的應(yīng)用，同時(shí)取得了令人滿(mǎn)意的效果。

因此在布局的過(guò)程當(dāng)中，要通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行各種操作，進(jìn)而完成整個(gè)仿真的流程。如果對(duì)一個(gè)三維實(shí)體進(jìn)行操作時(shí)，首要考慮的問(wèn)題就是這一實(shí)體是否與其他的實(shí)體產(chǎn)生交集、碰撞，因此干涉試驗(yàn)在任何一個(gè)步驟的操作當(dāng)中都具有必要性。

假設(shè)現(xiàn)在要對(duì)i進(jìn)行操作，ST代表狀態(tài)空間書(shū)，SO代表A的狀態(tài)數(shù)。

其具體的流程包括：

第一步，將ST空間樹(shù)以及代表A的狀態(tài)樹(shù)SO進(jìn)行初始化，隨后將第i個(gè)操作對(duì)象A從ST當(dāng)中將其信息全部清除，也就是說(shuō)對(duì)ST進(jìn)行所有節(jié)點(diǎn)整數(shù)的i位置進(jìn)行檢查，如果為l，需要將i位置的第16位改為0，將A進(jìn)行移動(dòng)操作，對(duì)SO狀態(tài)樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)賦予打錢(qián)狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)集；

第二步，對(duì)當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)集進(jìn)行確認(rèn)，換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，也就是對(duì)SO當(dāng)中能夠組成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)集的單個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確定，同時(shí)將半滿(mǎn)節(jié)點(diǎn)與全滿(mǎn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集合的分析；

第三步，將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)集當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為全滿(mǎn)的節(jié)點(diǎn)予以確認(rèn)，并進(jìn)行二次集合操作；

第四步，將全滿(mǎn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，對(duì)其ST節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行依次檢查，如果某一點(diǎn)的狀態(tài)為半滿(mǎn)或全滿(mǎn)，則將會(huì)發(fā)生干涉，流程結(jié)束，否則繼續(xù)對(duì)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查；

第五步，對(duì)所檢查節(jié)點(diǎn)集當(dāng)中的所有半滿(mǎn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次集合；

第六步，將半滿(mǎn)節(jié)點(diǎn)集當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)選取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；

第七步，對(duì)ST當(dāng)中與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢查，如果節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為全滿(mǎn)，則將會(huì)發(fā)生干涉，流程結(jié)束；如果節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為半滿(mǎn)，進(jìn)行第八步；如果節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為全空，進(jìn)行第九步；

第八步，在SO當(dāng)中的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)選取8個(gè)初始化后的子節(jié)點(diǎn)，將其進(jìn)行二次集合后形成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)集，同時(shí)轉(zhuǎn)為第二步；

第九步，對(duì)半滿(mǎn)的節(jié)點(diǎn)集進(jìn)行檢查并確定是否檢查結(jié)束，結(jié)束后進(jìn)行第十步；如果未檢查結(jié)束，則轉(zhuǎn)為第六步；

第十步，對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)集進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否為根節(jié)點(diǎn)，如果是根節(jié)點(diǎn)，則不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，流程結(jié)束；如果不是根節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行第十一步；

第十一步，將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)集轉(zhuǎn)換為上層節(jié)點(diǎn)集，如果無(wú)任何剩余節(jié)點(diǎn)，則執(zhí)行第十步；如果有剩余節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行第六步。

4.2 力學(xué)與人工智能模型的結(jié)合技術(shù)

4.2.1 力學(xué)模型的建立

在力學(xué)模型的建立當(dāng)中，主要工作包括拉鏈在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的受力分析、在扭曲狀態(tài)下的受力分析、在特殊環(huán)境下的受力分析、拉鏈拉和過(guò)程當(dāng)中鏈牙的嚙齒原理、拉動(dòng)角度問(wèn)題、拉頭提拉結(jié)合力、極限扭力以及抗張抗壓強(qiáng)力。endprint

4.2.2 以力學(xué)模型為基礎(chǔ)的人工智能建模

以力學(xué)模型為基礎(chǔ)所建立的數(shù)學(xué)模型由于計(jì)算速度無(wú)法加快，計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)又不具有時(shí)效性，因此在很大程度上影響了仿真的效果。因此應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠忽略前期對(duì)先驗(yàn)知識(shí)的采用，只需要根據(jù)研究對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的模型建立，使其在高度非線(xiàn)性、嚴(yán)重不確定性的系統(tǒng)建模與控制方面具有極強(qiáng)的解決能力。但是由于在問(wèn)題的處理當(dāng)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)問(wèn)題的原理無(wú)法理解，同時(shí)也無(wú)法對(duì)其中表示的物理意義予以表達(dá)，因此將力學(xué)模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合后，不僅能夠準(zhǔn)確表達(dá)物力意義，還能夠準(zhǔn)確描述工藝的整個(gè)過(guò)程。

4.3 以混沌變量為基礎(chǔ)進(jìn)行變步長(zhǎng)梯度下降算法的尋優(yōu)

在非線(xiàn)性問(wèn)題的尋優(yōu)過(guò)程當(dāng)中，梯度法為常用的計(jì)算方法，但是由于該方法具有收斂速度較慢、在收斂的過(guò)程當(dāng)中過(guò)度依賴(lài)變量尺度等缺陷，因此在小點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用較為適宜。

混沌在自然界當(dāng)中屬于無(wú)序的常見(jiàn)現(xiàn)象，雖然從表面看上去沒(méi)有任何邏輯可言，但是卻具有著獨(dú)特的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，具有隨機(jī)、遍歷、規(guī)律等顯著特點(diǎn)，在一些領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用能夠根據(jù)自身的隨機(jī)性規(guī)律進(jìn)行不重復(fù)性的遍歷狀態(tài)。

參照這兩種方法的特點(diǎn)，將兩者結(jié)合后形成以混沌變量作為基礎(chǔ)的變尺度梯度下降優(yōu)化算法，能夠采用梯度下降法當(dāng)中的初始解作用，將k個(gè)具有細(xì)微差異的混沌變量陸續(xù)家在職變步長(zhǎng)當(dāng)中，通過(guò)梯度下降進(jìn)行尋優(yōu)，如果在尋找的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)與初始值相比更好的優(yōu)化點(diǎn)，則采用改值替代初始值，否則將會(huì)繼續(xù)尋優(yōu)。在不斷的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，變步長(zhǎng)的因子將會(huì)逐漸縮小，因此在最優(yōu)點(diǎn)臨近處將不會(huì)產(chǎn)生拉鋸現(xiàn)象。

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