基于中间模型的仿真数据挖掘关键技术研究及应用
发布时间：2017-08-02 11:19
本文关键词：基于中间模型的仿真数据挖掘关键技术研究及应用
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【摘要】：随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助设计和计算机辅助工程被广泛的运用到实际制造业中,尤其是仿真驱动的产品设计已经成为了一种主流的设计方案。随着仿真技术的广泛应用,仿真已融入复杂产品跨多学科领域的性能分析和仿真过程中,产生的仿真数据也越来越多。历史仿真数据对当前产品的高效变动与优化设计具有一定的指导意义,许多学者尝试将数据挖掘的技术运用到海量仿真数据之上,根据挖掘的知识和规则指导产品的设计变更甚至优化,提高整体设计效率。虽然基于仿真数据挖掘支持产品高效设计方面的研究工作取得了一定进展,但研究工作中很少从全局性能评价指标考虑,关注设计参数本身的关联关系等。所以仿真数据挖掘仍然存在一些关键技术问题有待研究和解决。本文针对目前仿真数据挖掘方法中存在的问题进行研究,提出了以中间模型为中心的基于Takagi-Sugeno (TS)[1]模型的仿真数据挖掘方法来发掘产品设计参数与全局仿真性能参数之间的内在关联,以有效支持产品的高效变动甚至优化设计。本文的主要工作如下：(1) 提出了一个支持全局性能评价的中间模型概念,并详细给出了基于Polycube交叉参数化的全局仿真结果的计算方法,有效支持后续的全局仿真结果的准确预测。(2) 提出了两种设计参数的属性选择方法,包括基于相关性分析的单参数选择方法以及基于偏相关分析的组合参数选择方法。通过选择和分析对性能有关键影响的单参数或组合参数效应,有效提高预测模型的精确性和可理解性。(3) 提出了基于TS模型的仿真数据挖掘算法,支持全局仿真结果的预测以指导产品的设计优化,并对TS模型进行改进以提高模型训练效率。(4) 基于以上关键技术,提出了基于中间模型的仿真数据挖掘框架,设计并实现了相应的仿真数据挖掘原型系统,并应用数据集验证了本文提出的方法在全局仿真结果预测的可行性、有效性和精确性。
【关键词】：仿真数据挖掘 中间模型 Polycube参数化 属性选择 TS模型
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.13
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-14
- 第1章 绪论14-28
- 1.1 研究背景与意义14-15
- 1.2 CAD和CAE技术概述15-20
- 1.2.1 CAD技术概述15-18
- 1.2.2 CAE技术概述18-20
- 1.3 仿真驱动设计概述20-22
- 1.4 仿真数据挖掘概述22-25
- 1.5 目前仿真数据挖掘方法中存在的问题25-26
- 1.6 本文研究目标与研究内容26-28
- 第2章 基于中间模型的仿真数据挖掘框架28-32
- 2.1 引言28
- 2.2 总体框架28-31
- 2.2.1 框架总体结构28-29
- 2.2.2 核心模块介绍29-31
- 2.3 本章小结31-32
- 第3章 基于中间模型的全局性能评价指标构建32-55
- 3.1 引言32
- 3.2 算法分析和流程概述32-34
- 3.2.1 算法分析32-33
- 3.2.2 流程概述33-34
- 3.3 中间网格模型的选择34-35
- 3.4 Polycube自动参数化35-43
- 3.4.1 参数化方法介绍35-38
- 3.4.2 Polycube参数化38-43
- 3.5 基于Polycube交叉参数化的中间仿真结果的计算43-54
- 3.5.1 Polycube交叉参数化流程概述43-45
- 3.5.2 几何模型构造45-47
- 3.5.3 模型交叉参数化映射47-52
- 3.5.4 中间仿真结果计算52-54
- 3.6 本章小结54-55
- 第4章 设计参数的属性选择55-63
- 4.1 引言55
- 4.2 属性选择方法介绍55-56
- 4.3 基于相关性分析的单参数选择56-59
- 4.3.1 评价准则介绍56-58
- 4.3.2 属性选择流程58-59
- 4.4 基于偏相关分析的组合参数选择59-62
- 4.5 本章小结62-63
- 第5章 Takagi-Sugeno模型的训练与改进63-73
- 5.1 引言63
- 5.2 TS模型理论基础63-66
- 5.3 TS模型的训练66-70
- 5.3.1 TS模型的结构辨识66-68
- 5.3.2 TS模型的参数辨识68-70
- 5.4 TS模型的改进70-72
- 5.5 本章小结72-73
- 第6章 仿真数据挖掘原型系统实现与应用73-80
- 6.1 引言73
- 6.2 实验环境及结果分析73-79
- 6.3 本章小结79-80
- 第7章 总结与展望80-82
- 7.1 总结80
- 7.2 展望80-82
- 参考文献82-87
- 攻读硕士学位期间主要的研究成果87-88
- 致谢88
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