在本文中,我们提出一种新的预测算法基于一种改进Elman神经网络(NN)整体质量预测,从而实现设计产品的质量控制在产品设计阶段。首先,Elman神经网络参数优化使用蚱蜢优化(GRO)方法,然后加权平均方法提高结合个人得到的输出,权重是由错误的培训。模拟进行了比较该方法与其他神经网络方法和评价其性能。质量预测的结果表明,该算法获得了比其他神经网络方法更好的精度。在本文中,我们提出一个新颖的Elman神经网络集成在产品设计质量的预测模型。Elman神经网络结合GRO屈服Elman网络集成优化模型的泛化能力和预测精度高。
在产品设计,方案设计完成后,设计师希望获得一个可靠的产品的总体特征指数评估系统为目的的进一步调整设计参数,提高整体性能。对于大型复杂产品系统中,有许多设计参数,和复杂的人际关系,通常是非线性和强耦合,存在于这些参数和产品的总体质量特征。因此,建立一个设计参数之间的有机联系和产品的总体质量特征是一个重要的问题,需要解决在产品设计。 一旦确定设计参数,设计师开始进行详细的技术设计根据相应的技术规范,除了他们的经验。在这个阶段,差异引起的不同的设计师和技术人员只出现在产品的一部分,没有实质性影响整个产品的质量特征体系。因此,之间存在一定的对应产品的质量特性指数和各种设计参数确定方案的设计阶段。然而,这种类型的通信是很难用一个精确的显函数表达。对于一些小的和简单的产品,整体特征确定准确的帮助下有限元等方法和模态综合方法。总体特征甚至可以通过创建模型并进行相关实验。 在文献中有许多质量预测技术,如贝叶斯模型( 然而,对于大型复杂产品(系统),所有这些方法很难适用。我们的目的是提出一种新颖的基于一种改进Elman神经网络的预测算法整体质量的预测。本文的贡献包括以下。 (1)小说质量预测方法提出了基于Elman神经网络集成。预测模型有助于设计参数之间建立有机联系,一个产品的整体质量特征,在产品设计是至关重要的。 (2)小说蚱蜢优化(GRO -)基于Elman神经网络集成模型旨在提高质量预测的泛化能力和有效性。首先,GRO算法用于提高个体Elman神经网络的性能对所需的质量预测。而产生一个神经网络集成,使用改进的加权平均结合不同个体网络的输出,在权重取决于个人的训练误差得到。 本文的其余部分的结构如下:在部分
人工神经网络(ANN)的一个主要技术质量预测。NNs已经应用于各个领域的预测。徐和刘 从上面的回顾相关工作,许多研究已经考虑质量预测的问题。有许多研究水质预测,空气质量预测和质量预测在制造业。然而,出版物在产品设计阶段质量预测是稀缺的。建模设计参数之间的关系和产品的总体质量特征已经被忽视了。考虑到神经网络来模拟复杂的输入和输出关系的能力真正的系统在非线性建模和其强大的能力,一个高质量的预测模型基于神经网络是建立在这项研究。提高预测精度,小说提出了预测算法基于Elman合奏。首先,使用GRO Elman神经网络参数优化算法,然后加权平均方法提高结合个人得到的输出,权重是由错误的培训。
Elman神经网络是一种局部复发性网络,这是一种特殊类型的前馈神经网络神经元与额外的内存和本地反馈。因此,BP算法,通常用于前馈神经网络训练,可以用来训练Elman网络。 如图 Elman神经网络的输出表示为 Elman神经网络是一种应用最广泛和最有效的神经网络模型在人工神经网络强大的非线性处理能力决策( 然而,Elman神经网络也有一些缺点,如收敛速度较低,容易成为被困在当地的最低,缺乏理论来确定网络的初始权值和阈值。一般来说,优化方法可以克服NNs的缺陷。此外,神经网络集成技术,可以显著提高泛化能力得到通过培训一些NNs然后结合([
GRO算法提出了Saremi et al。 数学模型( 遗传优化算法的伪代码(果)算法如下
在这项研究中,综合的算法用于神经网络训练的支持,如图所示 GRO优化问题使用单独的蚱蜢,探索空间移动的根据一个简单的数学模型。蚱蜢的位置代表的一个解决方案来确定输入Elman神经网络的权值和输出阈值。蚱蜢的位置的长度等于输入的维度权重和输出层阈值。GRO的目的是确定一个输入重量和输出阈值向量可以导致最低的RMSE NN。 RMSE设计为目标函数;因此,总在培训阶段和最小化RMSE订婚了。它是计算是预期的值之间的差异预测值和真实值。预测的均方根误差对计算变量<我nl我ne- - - - - -formula>
每次迭代收敛后检查每个时代GRO代替。优化的目的是确定输入重量和输出阈值向量可以满足RMSE的要求,写成 如图
安系综是一个复合模型的多个NNs,与比单一网络更好的泛化能力和稳定性。当使用改进的Elman神经网络来构建神经网络集成,首先,个人NNs产生,然后个人得到的输出的总和。 装袋是生成的统计重采样技术训练数据为每个单独的一个整体模型( 在该算法中,<我nl我ne- - - - - -formula>
为了验证该方法的有效性,进行了计算机模拟。10米直径圆抛物面天线被认为是作为一个例子在这一节中。质量预测模型的基础上建立了设计参数和质量特性指标之间的关系。一个圆形的抛物面天线结构精度高。广泛应用于航空航天等领域,雷达技术和卫星通信。其质量特征包括反射器精度的要求,自重变形要求,和相应的设计要求。作为显示在图 的部分因子设计<我nl我ne- - - - - -formula>
在模拟中,<我nl我ne- - - - - -formula>
三个等级确定为每个设计参数。详细的设置值如表所示
我们建立了单一Elman方法与其他方法相比最糟糕的表现。与此同时,提出GRO-based Elman方法取得比别人更好的性能。仿真结果也证实该整体模型优于其他方法。 一个安合奏比单一网络更好的泛化能力和稳定性。在这项研究中,我们与GRO Elman神经网络相结合,产生一个Elman网络集成优化模型。GRO证明支持的Elman神经网络预测的效率。使用GRO加强Elman神经网络来实现所需的性能预测是当前研究的创新。改进的加权平均被用来结合个体网络的输出,训练误差和权重确定的个人得到,这提高了模型的泛化能力和有效性。然而,它需要很长时间来优化和整体Elman神经网络。因此,该方法只能用于离线预测字段或字段,没有一个严格的运行要求。
在本文中,一种新的预测算法基于Elman神经网络集成模型提出了质量预测。使用GRO Elman神经网络参数优化方法,并设计一种新的神经网络集成模型质量的预测。圆抛物面天线的质量预测模型被认为是作为一个例子来验证该算法。一个Elman神经网络集成模型,描述了七个设计参数和三个指标之间的相关性质量特征。仿真结果证明,该算法获得更好的预测精度。
仿真数据用于支持这项研究的结果从文献[
没有报告的作者潜在的利益冲突。
这项工作是由中国国家自然科学基金支持下授予数量71403109;江苏省的人文社会科学基础下格兰特16 jyc002,数量和下的教育部人文社会科学基金资助19 yja880068数量。