北航神经网络作业-神经网络在采煤机故障诊断中的应用

目录1.题目分析12.学习算法13.单层感知器的VC++程序实现44.神经网络在采煤机故障诊断中的应用7参考文献：9题目分析本章主要讲诉的是主要是神经网络控制及其应用的相关内容，作业题目共有两题，题目要求如下：1、设计一个实现逻辑“与”的单计算层感知器，并写出其学习算法和程序。2、紧密结合自己的专业背景、科研方向或解决问题的经历，谈谈学习人工神经网络或神经网络控制的必要性。要求说明自己的科研或专业背景，拟关注的问题或研究方向，与人工神经网络有什么关联。单层感知器即三层（输入层、隐层和输出层，结点数分别为4、3和2）网络，其学习算法根据教材相关内容采用BP学习算法。学习算法根据教材中的相关介绍，神经网络算法主要步骤如下：初始化，分别对输入层到隐层和隐层到输出层的权值矩阵W,V赋随机数，将样本计数器p和训练次数计数器q置为1，误差E置为0，学习率QUOTE设为0-1间的小数，网格训练精度Emin设为一正的小数。输入训练样本，计算各层输出。用当前样本、对向量数组X、d赋值，根据以下公式计算Y和O中各分量：=f(),k=1,2,3…l混=踏f(宵),坊j守=石1,央2,萄3属…织m晃计算趣各价节点朗的实崭际输场出里。；尿调整夕各层柿权值疾，按将下式高计算站和展：弄检查衫是否肉对所常有样貌本完产成一额次轮灰训。饰若完秃成，某则进旅行下拐一步姜进行服均方赠根误换差计乌算；争否则慈，返铺回步誓骤瓣2翠。裕计算牧网络姥总误邪差，悬检查热是否雅达到桌精度田要求床。若调达到爬计算吴要求肤，训壳练结踏束；般否则准，饭E鹿置屋0讽，振p孔置摇1纱，并访返回臣步骤棵2描，继肤续计掌算，恶直到庸达到戒精度锈要求矿为止袜。效具体划的流轿程图变如下窜：造单层撇感知这器的只VC书++拣程序幕实现妻按照祥3.蛋1章冬节的优学习抵算法塞，即匆可对霜其进贷行计描算机枣编程蛇实现叔，编戏程环很境采符用M唤ic债ro枕so池ft监V让is扬ua观l适St禽ud桥io肢2仁00起8劣，程定序清朱单如鹿下：轮#i叉nc椅lu会de冬"s匠td驼af凭x.拴h"耕#i品nc挣lu凝de弱<s化td切li临b.许h>怀#i为nc布lu研de平<s拾td肤io注.h法>添#i吧nc项lu知de汇<t茄im俗e.堵h>松in倚t背i问=0德;弓in疮t半X蛾1[介4劝]薪=尾{0霸,稿0,估1,虏1洽}继，路X2锻[4屈]缩=砍{0技,回1,呼0,茂1衫};浮in射t祸d酬[4永]缺=呜{0蜘,0央,0为,臂1}去;趣丸位//弓样本膀X的暂期望烈输出闪值失责fl柱oa捉t沾w坛[2朗]淋，y忧,e决[4尸]栽;嫌fl希oa闷t栗ec袍=0称.0璃00科1;先龄//讯指定幻输出奇偏差税值污fl俘oa泽t四s疯te鸣p数=顷0.亡5;竭茶售//依学习暮步长影fl旋oa贞t蒸b着=0时.6通;氧版罢勾//肯阈值穗//川定义屡激活佳函数垫fl病oa题t看f沟(童fl采oa聚t猛x凝){窃if缴(蔑x>糊0)绑re鸡tu海rn柱1夫;色el诸se破re陪tu贡rn双0络;}剖//雕定义梨学习耽训练饼函数玉vo昂id母x保x昌(恨in例t催i侵){拼汽玉y=忌w[库0]动*X拔1[祸i]幸+w距[1伪]*康X2烟[i络];裁涉袋y=顶f(户y-绸b)稳;扇寸乘ec区[i耍]=赌d[悦i]坚-y嘉;}竿//鞋权值济调整黎函数难vo贯id柿r阵ep该ow杰er稠(狮in咽t泼i三){呈鸣w[东0]泡=w递[0快]+野st刻ep壮*e尿c[散i]拼*X城1[坝i]耽;杜彼w[型1]祖=w冶[1饶]+拼st雅ep皮*e越c[拣i]故*X武2[当i]译;}剖in岁t浅_才tm到ai约n(助in夺t棍a购rg芽c,血_哥TC听HA声R*壁a销rg茶v[换]){望in密t科c膏ou警nt承=0耐;静//矛记录与感知锤器训言练次仁数阶//犁初始哑化W马矩阵蹦in夺t他j恩;册fo校r督(j脑=0洗;j丘<2失;j凝++唯){刚矩博sr对an今d(乘(凑un杜si顾gn猾ed婶)t龙im著e(挖N营UL瞎L或)+量j*庙10跪)独;全货刃w[聚j]惊=(丰fl庭oa捧t翠)(昂(r倚an肃d(数)%愉10顾+1况))桂/1榴00晴;诊//取随机烟生成之较小纽的权刻值}do饼{钟贵co昆un婆t+台+;虫if金(c耕ou出nt趣>1甩00市){病启pr罚in育tf览(吹"单帮层感半知器帐学习边训练剩次数副过多霜，请似重新喷调整讨初始洁权值滤\n悄"久);挂br既ea找k响;}香if绸(i甩==持4)火纲蔬i=淹0;蓬if谅(i喊<4赞)抚护{x锋x坟(i吉);归念re块po盯we熔r(衫i)充;祖舱i+缘+;}迟}姑wh丙il绢e次(e轮c[鱼0]塔<E妖C&言&e以c[俘1]梁<E呈C&屑&e切c[凡2]白<E歪C&议&e遇c[宰3]淋<E岔C)途;剖if授(c崖ou走nt孙<1租00最){撞决pr玻in剥tf漏(恒"字权值遇矩阵朴w[悦0]惨=%睬f\而n"极,棍w[推0]炎)丝;码巩pr车in斩tf尿(跪"近权值便矩阵士w[岩1]现=%收f\增n"钓,言w[树1]纺)归;遍妄pr使in逢tf希(己"\争n经扫过学呢习训微练%锤d罩次达乌到要勒交\疼n"廉,朵co仍un系t傅);招傲pr胜in窗tf贷(吼"\变n单我层感督知器援学习歌完成根\n庸"手);}衬re障tu谨rn谨0俯;}样作业艇二：听神经拖网络跟在采于煤机降故障现诊断扔中的武应用孝本人档本科韵阶段己就读联于中久国矿假业大多学机娃电工乓程学则院，革毕业车设计翁时做恋的题衬目为怜采煤框机木截割钥部开的蜜相关邮设计邪。采堪煤机目是煤药矿生介产中饭非常教关键弯的设快备，型是一京个集食机械敬、电坝子、恼电气井、液洽压传害动于酬一体羡的复剖杂系当统。辣因其翻工作搜环境怎十分龟恶劣被，运盘行中利经常呼出现瞒故障彩影响帖生产尼，甚姻至造景成整袄个煤金矿生什产系受统的遗瘫痪社。因乳此、元对采刻煤机扬的在著线监叮测和妖故障序诊断登是十镜分必祥要的氧。金通过向智能馅控制绪课程衬中关特于神鉴经网巩络控意制部缘分的编相关装学习竭，我导了解画到人挂工神册经网腥络是构借鉴俘于生昼物神苹经网袜络而维发展同起来序的新纠型智纹能信忙息处隶理系织统，凭神经办网络珠具有研大规衔模并请行，里分布惧式存陆储和挑处理抵、联饥想记西忆、易自组夹织、穗自适凯应和蜂自学吓习能喊力，地特别封适用勉于处肌理需谢要同傻时考享虑许与多因合素和摘条件表的、挤不精爆确的澡和模形糊的膝信息蜻问题结。绩目前字最广慈泛使醋用的止采煤施机由努截割询部、萝牵引严部、乳电动戒机和兼附属速装置盟四大失部分康组成温。截潮割部湾采用做齿轮送传动搜，牵阻引部想采用急液压梨传动郑，采阵煤机肝的大废多数炒故障拔出现缺在这混两部弦分。宴考虑菜到采痰煤机童结构奥复杂膝、故耕障现贼象多谢等特盖点，耳若输触入层嫂神经尼元数恰目太赤大，赠会影发响到植整个须网络称的学垒习速畜度和管训练叔质量耳，应贫用模告块分滑解技芬术将增采煤搂机故咽障分得为若阴干个卵学习匀模块骡，如蕉电机俘模块屯、轴肺承模槐块、盆液压城系统未模块前等，恶各模美块独杏立进胶行训余练和爸诊断却，同本文幕主要膛讨论缩采煤裁机截博割部耍的故较障诊鞭断问晚题。足截割蚕部的踩传动侨部运萄动简示图如革图1贼：挖图1摔采含煤机傍截割埋部传喇动简旨图氏由于文截割途部采柏用齿获轮传测动，琴因此盟截割往部的碧主要灿故障搞发生将在锻齿轮须和鲜轴承如处依。查竖阅相命关文此献发铜现可败采用粱压电隶加速平度传午感器联拾取钓各测裤点振齿动信直号份，谱如由下聚图剑2炼所示煮，经啊数据稳采集斯系统名，数葬据处箩理系婆统对巩采煤放机截矩割头斤部的厘振动撒状态雀进行狂监测帐，就压其齿颜轮、厌轴承蹈振幅虏大小列作为勒截割烧部传院动系探统故坏障与唤否的疲判据势，共壤选取嘴8个宰测试拆点作旬为检海测对京象。谦如图苗3中所示注，采妹用B各P网牵络结己构，府具体毛结构语为：堪输入恶节点泪8个璃，输虽出节许点4令个，散隐层恭数为企一层叉，隐记层节稼点数传为9昼点，捆这种踏模型队能较幕好地戴反映邮采煤牛机截滑割头恼部的路故障租程度刘。氏图2岩采犁煤机桑截割倡部故轿障诊秆断B永P网纵络头传感紫器在吧线监诱测电慧机电厨流信握号，墨轴承顿的温倾度信顶号、惜振动秧信号切、油犹温信帽号等践，这主些信梁号经鸣数字娇滤波鹊、特雀征值灯提取乔等预年处理者获得赔各种稠特征腥量。旅提取匀振动权信号州的时刻域特投征：坚均值榜、方便差、伯偏斜洒度、轻峭度绝为特暂征量财，将莲这些棋特征主量作免为输粪入加请载到纹神经系网络僻用于秋故障盾分析丸。适根据砍八个政测试公点妖的输降入量伍诊断泡出确捡切部抬位的店故障百程度客并提饿出故研障处怖理的云方案垃。狭查阅也相关正文献刑神经齐网络悟在采作煤机降故障遣诊断炎方面复确实映可行忆，但哥是还召存在劣着以荷下的斥一些箭问题糠，主羞要有扇：蔬①庆网络匠学习筝算法建是一园个非型线性王优化界问题竞，不俩可避胡免地章存在竟局部谣极小筛值问驾题。既②岛尽管恩有许乏多改腹进烂针算法拉，然戴而其财学习铸收敛摊速度木仍然终很慢闻。送③足网络谋的隐墙含层腐数、铁隐含形神经派元的匹个数锻选取补尚无木理论够上的径依据捏，完知全凭撞经验毒决策丝。夜④贸网络创必须截经过睁比较失费时去的离屈线训脂练，敬而且鸦训练趣样本搁对数谁要全报面而滑丰富纯。宝拐人工念神经芹网络乞已成盯功的半应用睬于一蛙些行云业的昆故障萍诊断哑，例部如：大航天剧飞机岸主发京动机贩的实签时诊裕断，术汽轮默机的背诊断竿等。厘尽管尘人工国神经祖网络艺真正宁十分联成功渠的应扁用于杂各个僻领域损还有竹许多膏问题民亟待己进一座步解绵决，擦但人及工神劣经网布络为吊人们开解决放实际吸问题躬提供辅了一李个崭析新的索手段判，相蝴信人斧工神察经网虏络在式采煤脉机故绞障诊川断方制面会游有令诱人鼓暂舞的五成果可。锹参考缸文献雅：匀[可1炼]靠韩立滚群敞.恒智能淘控制过理论晴及应萄用川.突北京兼：机造械工丈业出扇版社搏.圾20迹07竖[竿2融]帅张寒训松，弓贾瑞等清等从.想采煤病机的述故障傍分析否与诊跳断及城其发庙展趋乌势.润矿冶润.只北京妥:胡中国溪矿业帐大陶学.把20甲04详年击[铁