轨道交通复合材料BPNN系统化建模研究

轨道交通复合材料BPNN系统化建模研究

论文摘要

复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、隔热、耐磨等优异综合性能,在高速轨道交通领域应用日益广泛。随着轨道交通对车辆安全性与舒适性的要求日益增加,对复合材料的性能品质要求提出了更高的要求。然而复合材料本质繁杂性限制了该材料的建模性能辨识评价。计算机技术的快速发展,非线性辨识方法在高速铁路关键模型构建中扮演越来越重要的角色。BP神经网络(Back Propagation Neural Networks,BPNN)算法以其奇特的记忆训练能力、逼近能力在非线性建模中应用最为普遍。轨道交通领域的复合材料内在机理极其复杂,是典型的非线性关系模型。传统的数据方法(有限差分法、有限元法)通常是将非线性模型进行线性化分解,必然导致部分有效数据的丢失,通过传统的数学物理方法构建真实物理模型理论难度较大。由于对复合材料机理还不能充分认识,仅仅依靠有限元等技术则存在难于建立精确的数学模型等诸多困难.针对复合材料的非线性复杂问题,本文尝试利用基于Levenberg-Marquardt算法的BP神经网络来构建机理模型深入挖掘模型内在非线性关系。通过对复合材料样本集的学习,初步建立了复合材料知识库.仿真实验模型验证证明,BP神经网络模型方法,具有明显的建模优势,并取得了较好的模型预测结果。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 先进复合材料轨道交通车辆应用现状
  • 3 先进复合材料轨道交通应用的主要问题
  • 4 复合材料系统化模型性能评价架构
  • 5 基于BP网络算法及其设计方法
  •   5.1 BP网络算法改进
  •   5.2 BP网络教师样本及其输入输出层设计
  •     5.2.1 BP网络算法设计与优化
  •     5.2.2 模型输入输出参数的确定
  •   5.3 BP网络隐层及隐单元设计
  •     5.3.1 数据集的确定
  •     5.3.2 隐含层的选择
  • 6 神经网络建模
  •   6.1 专家库知识库的建立
  •   6.2 神经网络预测模型训练方法
  •     6.2.1 PSBP神经网络
  •     6.2.2 PSBP神经网络优化流程
  •   6.3 PSBP神经网络预测经典算例
  •   6.4 实验仿真结果
  • 7 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 高明亮,高珊,周博,于闯,孙洪亮,张瑛

    关键词: 复合材料,神经网络,轨道交通,非线性,样本集

    来源: 纤维复合材料 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 材料科学,铁路运输

    单位: 中车长春轨道客车股份有限公司

    分类号: U239.5;TB33

    页码: 18-23

    总页数: 6

    文件大小: 1411K

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