基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法技术方案

本发明专利技术属于合金铸钢轧辊技术领域，涉及基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，包括综合数据库、推理机、知识库、性能优化和人机交互界面等模块。用来训练和测试神经网络的样本集存放在专家系统的数据库中；训练神经网络过程中得到的成分、工艺和性能的知识规则以矩阵的形式存储在知识库中，为系统的推理提供知识的储备；性能优化模块自动对性能预测结果进行自动判定,并返回到系统的综合数据库中；专家系统的每个模块都有友好的人机交互界面。本发明专利技术应用人工神经网络构造的专家系统，知识维护方便、推理速度快等优点，同时减少了合金铸钢轧辊材料设计过程中的盲目性，节省了时间和成本。

Establishment method of expert system for material design of alloy cast steel roll based on Neural Network

The invention belongs to the technical field of alloy cast steel roller, and relates to the establishment method of expert system based on neural network alloy casting steel roll material design expert system, including comprehensive database, inference engine, knowledge base, performance optimization and human-machine interaction interface module. For the neural network training and testing samples stored in the expert system database; the composition, process and performance of the training process of the neural network knowledge rules in the knowledge base is stored in the form of a matrix, to provide knowledge for reasoning system; performance optimization module automatically results automatically for performance prediction, and return to the integrated database system; each module of the expert system has a friendly man-machine interface. The expert system constructed by artificial neural network has the advantages of convenient knowledge maintenance and fast inference speed, and meanwhile, it reduces the blindness in the design process of alloy cast steel roller material, and saves time and cost.

【技术实现步骤摘要】
基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法
本专利技术具体涉及合金铸钢轧辊
，特别涉及基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法。
技术介绍
合金铸钢在轧辊材料发展中占有十分重要的地位。随着现代轧机向高压和高速轧制的方向发展，对轧辊的要求变得越来越苛刻，进一步要求增加轧辊的质量和综合性能。因此，势必要开发高性能的高合金钢轧辊。为了达到降低开发成本和提高轧辊性能的目标，就有必要对轧辊的材质进行性能预测，再根据预测的结果，对其成分和热处理工艺进行设计，可以降低生产成本，并缩短开发时间。在研究开发出新的轧辊材质过程中，对轧辊材质添加合金元素且提高其合金化程度，进行轧辊材料合金设计，是提高轧辊性能的一个重要措施。采用数理统计方法如回归分析进行材料性能预测是比较常用的方法，但是由于存在许多问题的不确定性和非线性，因此在回归之前很难用数学描述并建立精确的数学模型。因此，采用计算机进行新材料的开发与研究是材料设计发展的必然趋势。神经网络以事实和范例为基础，通过数值计算实现浅层次经验推理，而专家系统基于规则的深层次的符号逻辑推理。本专利技术根据二者的各自特点，取长补短，将两者科本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：综合数据库的建立，采集合金铸钢轧辊材料的力学性能试验和接触疲劳性能试验结果，建立合金铸钢合金成分、工艺参数及性能的静态数据库，通过数据处理系统进行特征提取，建立神经网络计算过程中所产生的动态数据库；步骤S2：知识库模块的建立，根据提供的示例样本，通过BP学习算法对样本进行学习，把专家求解实际问题的启发式知识以矩阵的形式进行保存，并隐式的分散存储在神经网络连接的各项权值和阈值文件中，从而构成了专家系统的知识库；步骤S3：推理机的建立；步骤S4：性能优化模块的建立，根据系统预测的结果，研究和分析主要合金元素和热...

【技术特征摘要】
1.基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：综合数据库的建立，采集合金铸钢轧辊材料的力学性能试验和接触疲劳性能试验结果，建立合金铸钢合金成分、工艺参数及性能的静态数据库，通过数据处理系统进行特征提取，建立神经网络计算过程中所产生的动态数据库；步骤S2：知识库模块的建立，根据提供的示例样本，通过BP学习算法对样本进行学习，把专家求解实际问题的启发式知识以矩阵的形式进行保存，并隐式的分散存储在神经网络连接的各项权值和阈值文件中，从而构成了专家系统的知识库；步骤S3：推理机的建立；步骤S4：性能优化模块的建立，根据系统预测的结果，研究和分析主要合金元素和热处理工艺参数对力学性能和接触疲劳性能的影响规律，并做出成分、工艺和性能的优化；步骤S5：系统的集成和人机交互界面的实现。2.按照权利要求1所述的基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，其特征在于：所述步骤S1中，数据库能够实现学习样本数据的查询、增加、减少、浏览、归一化、反归一化、网络结构参数调整操作。3.按照权利要求1所述的基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，其特征在于：所述步骤S2中，对知识库中的知识进行统一数字编号。4.按照权利要求1所述的基于神经网络合金铸钢轧辊材料设计专家系统的建立方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋会锦，饶思贤，尹孝辉，张晖，国礼杰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34