基于SVR的元建模及其在稳健参数设计中的应用
发布时间：2021-02-27 21:44
为了应对日益激烈的全球竞争,制造业如何以高质量、低成本、短周期获得竞争优势,已成为工业界和学术界极为关注的问题。从现代质量工程的观点来看,质量是设计和制造出来的,产生质量问题的根本原因是波动。质量设计作为减少波动的有效途径,被广泛地应用于产品/过程的设计阶段。经典的试验设计是质量设计的一个重要手段,但其在工业生产领域的应用过程中存在一些不足,如,试验成本高,研制周期长,实现难度大等。针对以上不足,国际上一些学者提出了计算机试验设计,其标志性文献为1989年Sacks等发表的两篇文章,它奠定了计算机试验设计的基础,对计算机试验设计的发展产生了深远影响。本文在已有的各种元模型构建技术的基础上,以基于元模型的稳健参数设计为研究对象,综合运用系统建模、仿真试验与实证研究等方法,系统地研究了基于非半正定核的支持向量回归机（supprot vector regression, SVR）的构建技术、基于梯度信息的SVR的构建技术、组合元模型的构建技术以及基于单个元模型特别是组合元模型的稳健参数设计。本文的主要研究内容归纳总结如下：首先,研究了单个元模型的构建技术。本部分重点研究了基于非半正定核的SV...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 单个元模型的构建
1.2.2 组合元模型的构建
1.2.3 基于元模型的稳健参数设计
1.3 计算机试验设计元建模中存在的问题
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 研究的创新之处
2 基本理论知识
2.1 SVR的基本模型
2.1.1 统计学习理论与结构风险最小化
2.1.2 SVR的基本数学模型
2.1.3 ε-SVR
2.1.4 Huber-SVR
2.1.5 LS-SVR
2.2 其它若干建模技术
2.2.1 多项式模型
2.2.2 径向基函数
2.2.3 Kriging模型
2.3 有的组合策略
2.3.1 基于预测方差的选取准则
2.3.2 基于最小化交叉验证误差的组合准则
2.3.3 基于最小化RMSE的组合准则
3 SVR元模型的构建
3.1 基于非半正定核的支持向量回归机
3.1.1 求解非半正定核SVR的理论前提
3.1.2 非半正定核SVR的求解
3.1.3 试验及其结果
3.2 基于梯度信息的支持向量回归机
3.2.1 其于梯度信息的ε-支持向量回归机（GE-ε-SVR）
3.2.2 其于梯度信息的最小二乘支持向量回归机（GE-LS-SVR）
3.3 本章小结
4 基于SVR的组合元模型构建
4.1 元模型的组合策略
4.2 基于递归算术平均的元模型组合准则
4.3 仿真试验及实证分析
4.3.1 测试函数
4.3.2 鲍鱼的例子
4.3.3 试验安排
4.3.4 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 基于SVR的单个元模型及组合元模型的稳健参数设计
5.1 基于元模型的稳健参数设计算法
5.2 仿真试验及实证分析
5.2.1 试验的安排
5.2.2 试验结果与分析
5.3 本章小结
6 工作总结与研究展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录A 攻读博士学位期间发表或录用的论文情况
附录B 攻读博士学位期间参加的科学研究情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Kriging模型的挡风墙优化设计[J]. 黄尊地,梁习锋,钟睦. 中南大学学报(自然科学版). 2011(07)
[2]基于响应曲面法与改进遗传算法的RHCM成型工艺优化[J]. 刘东雷,申长雨,刘春太,辛勇,孙玲,伍晓宇. 机械工程学报. 2011(14)
[3]粒子群优化的Kriging近似模型及其在可靠性分析中的应用[J]. 陈志英,任远,白广忱,高阳. 航空动力学报. 2011(07)
[4]基于仿真元模型的探索性分析方法研究[J]. 张伟,周建军,李建涛,朱一凡,李群. 系统仿真学报. 2011(07)
[5]基于Kriging模型的复杂产品管线敷设顺序粒子群优化[J]. 柳强,王成恩. 机械工程学报. 2011(13)
[6]基于Kriging模型的跑车尾翼断面形状的气动优化[J]. 容江磊,谷正气,杨易,江涛,尹郁琦. 中国机械工程. 2011(02)
[7]基于高斯过程元模型的产品设计时间估计方法[J]. 张昆仑,刘新亮,郭波. 计算机集成制造系统. 2011(01)
[8]SMO算法的简化及其在非正定核条件下的应用[J]. 周晓剑,马义中,朱嘉钢. 计算机研究与发展. 2010(11)
[9]求解非半正定核Huber-支持向量回归机问题的序列最小最优化算法[J]. 周晓剑,马义中,朱嘉钢,刘利平,汪建均. 控制理论与应用. 2010(09)
[10]基于改进的距离函数法的多响应稳健参数设计[J]. 何桢,王晶,李湧范. 天津大学学报. 2010(07)
本文编号：3054841
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 单个元模型的构建
1.2.2 组合元模型的构建
1.2.3 基于元模型的稳健参数设计
1.3 计算机试验设计元建模中存在的问题
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 研究的创新之处
2 基本理论知识
2.1 SVR的基本模型
2.1.1 统计学习理论与结构风险最小化
2.1.2 SVR的基本数学模型
2.1.3 ε-SVR
2.1.4 Huber-SVR
2.1.5 LS-SVR
2.2 其它若干建模技术
2.2.1 多项式模型
2.2.2 径向基函数
2.2.3 Kriging模型
2.3 有的组合策略
2.3.1 基于预测方差的选取准则
2.3.2 基于最小化交叉验证误差的组合准则
2.3.3 基于最小化RMSE的组合准则
3 SVR元模型的构建
3.1 基于非半正定核的支持向量回归机
3.1.1 求解非半正定核SVR的理论前提
3.1.2 非半正定核SVR的求解
3.1.3 试验及其结果
3.2 基于梯度信息的支持向量回归机
3.2.1 其于梯度信息的ε-支持向量回归机（GE-ε-SVR）
3.2.2 其于梯度信息的最小二乘支持向量回归机（GE-LS-SVR）
3.3 本章小结
4 基于SVR的组合元模型构建
4.1 元模型的组合策略
4.2 基于递归算术平均的元模型组合准则
4.3 仿真试验及实证分析
4.3.1 测试函数
4.3.2 鲍鱼的例子
4.3.3 试验安排
4.3.4 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 基于SVR的单个元模型及组合元模型的稳健参数设计
5.1 基于元模型的稳健参数设计算法
5.2 仿真试验及实证分析
5.2.1 试验的安排
5.2.2 试验结果与分析
5.3 本章小结
6 工作总结与研究展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录A 攻读博士学位期间发表或录用的论文情况
附录B 攻读博士学位期间参加的科学研究情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Kriging模型的挡风墙优化设计[J]. 黄尊地,梁习锋,钟睦. 中南大学学报(自然科学版). 2011(07)
[2]基于响应曲面法与改进遗传算法的RHCM成型工艺优化[J]. 刘东雷,申长雨,刘春太,辛勇,孙玲,伍晓宇. 机械工程学报. 2011(14)
[3]粒子群优化的Kriging近似模型及其在可靠性分析中的应用[J]. 陈志英,任远,白广忱,高阳. 航空动力学报. 2011(07)
[4]基于仿真元模型的探索性分析方法研究[J]. 张伟,周建军,李建涛,朱一凡,李群. 系统仿真学报. 2011(07)
[5]基于Kriging模型的复杂产品管线敷设顺序粒子群优化[J]. 柳强,王成恩. 机械工程学报. 2011(13)
[6]基于Kriging模型的跑车尾翼断面形状的气动优化[J]. 容江磊,谷正气,杨易,江涛,尹郁琦. 中国机械工程. 2011(02)
[7]基于高斯过程元模型的产品设计时间估计方法[J]. 张昆仑,刘新亮,郭波. 计算机集成制造系统. 2011(01)
[8]SMO算法的简化及其在非正定核条件下的应用[J]. 周晓剑,马义中,朱嘉钢. 计算机研究与发展. 2010(11)
[9]求解非半正定核Huber-支持向量回归机问题的序列最小最优化算法[J]. 周晓剑,马义中,朱嘉钢,刘利平,汪建均. 控制理论与应用. 2010(09)
[10]基于改进的距离函数法的多响应稳健参数设计[J]. 何桢,王晶,李湧范. 天津大学学报. 2010(07)
本文编号：3054841
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