省科技计划项目“闭式多杆超高速精密数控冲床的研发”
机器学习,PHM,数据建模,智能控制,算法工程师,机械工程师,软件开发,可靠性分析
职责业绩:
复杂系统智能故障诊断:
群体智能技术作为智能计算领域的一个重要方向 , 它是一种新的优化方法 , 是人工智能领域研究的一个新的热点 , 将其中的遗传优化算法应用于故障诊断领域中 , , 拓展了智能优化算法的应用领域。量子计算是智能计算领域中的一个前沿分支。本课题试图在智能计算领域中的前沿——量子计算方向上 , 针对遗传优化算法 , 进行局部创新并与常用的2大学习机(神经网络与支持向量机)相结合 , 并把它们运用到智能故障诊断中去。
(1)针对量子遗传算法的最新研究成果,实数双链编码目标梯度量子遗传算法,英文简称 Double Chains Quantum Genetic Algorithm (DCQGA) 的特点,在分析了该算法的机理基础之上,将实数双链编码目标梯度量子遗传算法(DCQGA)与模拟退火算法(Simulated Annealing Algorithm, SAA)相结合,从而提出了实数双链编码目标梯度量子遗传模拟退火算法,英文简称: Double Chains Quantum Genetic Simulated Annealing Algorithm,英文缩写: DCQGSAA。
(2)本课题采用所提出的改进的量子遗传算法(DCQGSAA),将其与BP神经网络相结合,用之改进网络的权值与阈值,从而达到在一定程度上改进BP网络的学习性能的目的,建立了基于“改进的量子遗传算法(DCQGSAA)+BP神经网络”的混合智能故障诊断模型,并将此混合模型运用到某滚动轴承的故障诊断中,仿真结果表明所建立的混合故障诊断模型效果良好。
(3)本课题根据SOM网络与BP神经网络的优缺点,采用优势互补的原则,将2者相结合;并在本课题所提出的改进的量子遗传算法(DCQGSAA)的基础之上,首次建立了基于“SOM+BP+改进的量子遗传算法(DCQGSAA)”的混合智能故障诊断模型,试图解决神经网络的小样本学习问题;并将此混合模型首次运用到某内燃机燃油系统的故障诊断中。仿真结果表明所建立的混合故障诊断模型效果良好。
(4)支持向量机(Support Vector Machine,SVM)理论是由Vapnik等人提出的一种新的机器学习算法,该算法建立在统计学习理论中结构风险最小化原则基础之上,因此SVM具有较好的泛化能力。此外,支持向量机是一个凸二次优化问题,它能够保证找到问题的极值解,也就是全局最优解。这些特点使SVM获得了广泛的应用,但是SVM的性能对它的关键参数极为敏感,同时它的性能与研究对象的数据分布也有极大的联系。针对此问题,采用所提出的改进的量子遗传算(DCQGSAA)来优化LS-SVR中的关键参数,以达到提升LS-SVR学习性能的目的,从而建立了基于“改进的量子遗传算法(DCQGSAA)+LS-SVR”的混合非参数回归模型;通过与现有的量子遗传算法(DCQGA)进行对比,说明本课题所建立的混合非参数回归模型的优越性。
(5)建立实时、准确、可靠的液体火箭发动机的故障预测模型,对于液体火箭发动机健康监控与故障诊断具有十分重要的意义。针对液体火箭发动机故障的特点,由于其推力与氧化剂流量、燃烧剂流量、燃烧室压力等参数有密切的关联,各参数与推力之间存在着高度的复杂性和非线性关系,其故障样本具有小样本、多维数的特征,首次将所建立的基于“量子遗传算法(DCQGA)及其改进(DCQGSAA)与LS-SVR”的混合非参数回归预测模型用于液体火箭发动机的故障状态监控中,从而解决了液体火箭发动机的实时健康状态的监测问题。
在岩土力学中,边坡稳定性的评价问题是边坡工程中的一个十分重要的研究领域。由于边坡岩体的力学性质表现出强烈的不确定性,这种不确定性包括随机性、模糊性、灰色性以及未确定性。边坡稳定性与这些不确定性因素之间呈现出高度的非线性关系。首次将所建立的基于“量子遗传算法(DCQGA)及其改进(DCQGSAA)与LS-SVR”的混合非参数回归预测模型用来预测岩土力学中的边坡安全系数,从而有效地解决了边坡稳定性的评价问题。
(6)首次将所提出的改进的量子遗传算法(DCQGSAA),运用到复杂系统的智能故障诊断中去。针对复杂系统故障诊断的特点,从人类认知的角度对复杂系统进行结构与功能分解,并在决策层面上采用信息融合技术,从而建立了复杂系统的智能故障诊断的一般框架。
首次将所提出的“SOM+BP+改进的量子遗传算法(DCQGSAA)”的混合智能故障诊断路线,运用到复杂系统的各个子网络;在复杂系统的多个征兆域上,建立了基于“SOM+BP+改进的量子遗传算法(DCQGSAA)”的多个子网络智能故障诊断模型,从而较好地解决了神经网络的故障小样本学习问题,具有较大的工程应用价值。
作为参与人员参加了以下项目的研发:
国家重大科技专项“WEF11K-40*23000超大型数控船用卷板机”;
复杂系统远程智能检测与诊断技术;
板材数控加工工艺技术研究;
饲料、纺织、制膜机械现代设计技术及优化控制技术 。