横坐标表示神经网络训练的次数,上图的纵坐标表示的是累计误差,下图的纵坐标表示的是网络学习率。由图可以得知,在该批学习样本下,网络的累计误差是稳定减小的,直至小于0.001,完成网络参数的训练;同时,图中显示出网络训练在第1303次完成,说明网络训练的效率很高,因此,神经网络参数的选择是很适合的。网络训练结果如下:
将采集到待较核样本归一化,结果如表3:将归一化处理后的数据输入到训练好的神经网络进行状态识别,则对应的网络输出值如下表4所示:
状态类别判定标准如下:(设输出分别为、)
< >如果 >0.9& <0.1 则判定状态类别为大面积破损;如果 >0.9& <0.1 则判定状态类别为小面积破损;否则,判定此状态为正常切削状态。表4 网络训练输出值
序号
实际输出值
希望输出值
1
0.0019 0.0014
0 0
2
0.0056 0.0020
0 0
3
0.9916 0.0000
1 0
4
0.8779 0.0000
1 0
5
0.0001 0.0034
0 0
6
0.0000 0.9873
0 1
7
0.0000 0.0000
0 0
8
0.0059 0.0000
0 0
9
0.9982 0.0000
1 0
10
0.0000 1.0000
0 1
11
0.0004 0.0001
0 0
12
0.0119 0.0151
0 0
13
0.9893 0.0002
1 0
14
0.0001 0.9888
0 1
根据判断规则可知除第4组判断错误外,其它都正确,判断正确率为92.9%。
神经网络训练输出值与实测值存在一定的误差。产生误差的原因一方面为工厂中电网电压波动影响监控的准确性。另一方面模型输出的准确率的高低与网络训练效果有关,随着学习样本的增加,识别的准确率将越来越高。神经网络能够很好的识别切削加工的各种状态,整个监控系统是可行的。
4结论
针对中国兵器工业第五五研究所FMS中立式加工中心OMA的刀具切削状态监测与故障诊断进行了深入的研究,并建立FMS加工状态监测实验系统。基于神经网络理论,建立了加工状态监测的故障模式识别系统数学模型。实验证明,主轴电机电流能量的神经网络方法适用于FMS加工状态监测。
参考文献
< >Xu Chunguang,Wang Xinyi,Xing Jishou,Yang Dayong.Multi-Sensor Intelligent System for On-line and Real-time Monitoring Tool Cutting State in FMS.Journal of Beijing Institute of Technology,1997,6(3):258~266王信义,董卫平,朱小燕.生产系统中的监控检测技术.北京:北京理工大学出版社,1998:60李松龄.基于神经网络系统的附着系数计算模型. 东北林业大学学报,2008,2张立斌. 车轮定位参数快速检测新方法研究.汽车技术 2005,10王文成. 神经网络及其在汽车中的应用.北京理工大学出版社1998,7.胡广书.数字信号处理——理论、算法与实现.北京:清华大学出版社.1997.8:70~72 [d1]刘飞,徐宗俊,但斌等著.机械加工系统能量特性及其应用.北京:机械工业出版社,1995 [d2]Liu F,Xu Z J.Study on Energy Flow Models of Mechanical Transmission Systems.Chinese Journal of Mechanical Engineering,1993, 6 (3):215~219 [d3]Weinert K.Relation Between Process Energy and Tool Wear when Turning Hardfacing Allos.Annals of the CIRP,1994,Vol.43,No.1:97~100 [d4]Xu Chunguang,Wang Xinyi,Xing Jishou,Yang Dayong.Multi-Sensor Intelligent System for On-line and Real-time Monitoring Tool Cutting State in FMS.Journal of Beijing Institute of Technology,1997,6(3):258~266