基于知識的傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文旨在探索和發(fā)展傳感器概念設(shè)計的新方法。概念設(shè)計作為一種跨學(xué)科、跨專業(yè)的產(chǎn)物，是機(jī)械設(shè)計、人工智能和計算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體，是機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的一個具體的應(yīng)用。建立FEK(FEK：Function-Effect-Knowledge)概念設(shè)計模型，將設(shè)計對象作為一個功能模型，逐步分解為功能元，以效應(yīng)實現(xiàn)功能元，通過基于知識的方法對效應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化和重組，最終以傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)的軟件形式固化下來。本論文的主要內(nèi)容如下：

2、 1.傳感器研發(fā)的發(fā)展趨勢。正從改造已有的傳感器的制造工藝，向開發(fā)和利用效應(yīng)的方向轉(zhuǎn)變。概念設(shè)計師依靠效應(yīng)知識庫所具有豐富的知識和自身的經(jīng)驗知識，在擁有高效推理機(jī)制的推理機(jī)的協(xié)同下，尋找傳感器新效應(yīng)及其效應(yīng)的新應(yīng)用，實現(xiàn)傳感器產(chǎn)品功能的創(chuàng)新。 2.概念設(shè)計是一個創(chuàng)新的過程，也是一個基于知識的過程。為了滿足傳感器產(chǎn)品的創(chuàng)新，充分的發(fā)揮概念設(shè)計師經(jīng)驗知識，開發(fā)了相應(yīng)的傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)，在智能啟發(fā)系統(tǒng)上能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共

3、享與重用以及高效的推理機(jī)制。本文借助于面向?qū)ο蟮姆椒?，首次系統(tǒng)地將設(shè)計知識重用體系應(yīng)用到傳感器概念設(shè)計過程中，使之緊密地與傳感器概念設(shè)計過程相聯(lián)系。產(chǎn)品設(shè)計師可以在以往設(shè)計知識基礎(chǔ)之上產(chǎn)生創(chuàng)新方案。 3.傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。把成熟的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(MicrosoftSQL Server 2000系統(tǒng))技術(shù)應(yīng)用于智能啟發(fā)系統(tǒng)的效應(yīng)知識庫，建立傳感器應(yīng)用領(lǐng)域智能啟發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)大大地簡化了智能啟發(fā)系統(tǒng)的推理過程，

4、具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和實用性；采用遺傳算法對傳感器效應(yīng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇適應(yīng)度較高的效應(yīng)鏈；采用可信度不確定性推理方法和知識的模糊查詢來設(shè)計推理機(jī)算法；采用VS．NET開發(fā)智能啟發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序框架，通過．ADO．NET實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的無縫連接，把推理算法作為一個模塊嵌入到．NET框架中。 4.在上述理論研究成果的指導(dǎo)下，開發(fā)了以適應(yīng)傳感器的FEK概念設(shè)計模型為主要對象的智能啟發(fā)系統(tǒng)平臺，該系統(tǒng)具有一定智能性和啟發(fā)性。傳感器產(chǎn)品設(shè)計師在

5、設(shè)計某一類傳感器產(chǎn)品的過程中，首先把傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)中四個數(shù)據(jù)庫 (知識庫、數(shù)據(jù)庫、約束庫和實例庫)結(jié)合起來，研究實現(xiàn)傳感器產(chǎn)品的所需的效應(yīng)、效應(yīng)鏈和設(shè)計參數(shù)；其次對現(xiàn)有的效應(yīng)和效應(yīng)鏈運用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化；最后對結(jié)論進(jìn)行對比后得到設(shè)計傳感器的最佳效應(yīng)及該效應(yīng)的效應(yīng)鏈。對原有的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改，最終完成產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計、原理設(shè)計、外觀設(shè)計和布局的設(shè)計。但所開發(fā)的傳感器概念設(shè)計智能啟發(fā)系統(tǒng)仍處在不斷的完善中，需要進(jìn)一