基于BP神经网络和遗传算法的并行迭代优化研究
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  • 英文篇名:Research on Parallel Iterative Optimization Based on BP Neural Network and Genetic Algorithm
  • 作者:胡海涛
  • 英文作者:HU Haitao;Yantai Automobile Engineering Professional College;
  • 关键词:反向传播神经网络 ; 遗传算法 ; 并行优化 ; Levenberg-Marquardt算法 ; 模拟退火算法 ; 吹塑成型
  • 英文关键词:BPNN;;GA;;parallel optimization;;Levenberg-Marquardt algorithm;;SAA;;blow molding
  • 中文刊名:JXYD
  • 英文刊名:Machinery & Electronics
  • 机构:烟台汽车工程职业学院;
  • 出版日期:2019-01-24
  • 出版单位:机械与电子
  • 年:2019
  • 期:v.37;No.316
  • 语种:中文;
  • 页:JXYD201901006
  • 页数:7
  • CN:01
  • ISSN:52-1052/TH
  • 分类号:28-34
摘要
提出了一种将反向传播神经网络(BPNN)与遗传算法(GA)相结合的迭代优化方法。该方法首先使用较少的学习样本开发和训练BPNN模型,然后利用GA在可行域内求解训练好的BPNN模型以寻找模型的最优解。将基于该最优解进行验证的结果作为新样本添加到训练模式集中对BPNN模型重新训练。针对训练模式较少可能导致预测精度不足的问题,在BPNN模型的训练中分别采用贝叶斯正则化算法(BRA)和改进的Levenberg-Marquardt算法提高BPNN模型的泛化能力和收敛性,并结合精英策略将模拟退火算法(SAA)嵌入到GA中,以提高BPNN模型的局部搜索能力。将所提出的方法应用于汽车吹塑成型的聚丙烯波纹管的厚度优化。结果表明,在3次迭代后可以得到最优模具间隙,采用最佳模具间隙的波纹管在9个齿峰处的厚度落入期望的范围内(0.7±0.05mm),并且材料的使用量减少了22%。这种最佳间隙仅通过23次实验即可获得,远远少于实际模塑过程所需的实验次数。
        An iterative optimization method which combines back-propagation neural network(BPNN)with genetic algorithm(GA)was proposed.Firstly,the BPNN model was developed and trained with fewer learning samples,and then the trained BPNN model was solved by GA in the feasible region to find the optimal solution of the model.The validation result based on the optimal solution was added to the training pattern set as a new sample to retrain the BPNN model.Aiming at the problem that less training modes may lead to inadequate prediction accuracy,Bayesian regularization algorithm(BRA)and improved Levenberg-Marquardt algorithm were adopted to improve the generalization ability and convergence of BPNN model in training BPNN model,and elite strategy was combined to embed simulated annealing algorithm(SAA)into GA to improve the local search ability of the high BPNN model.The proposed method was applied to the thickness optimization of polypropylene bellows for automobile blow molding.The results show that the optimum mold clearance can be obtained after three iterations.The thickness of bellows with the optimum mold clearance at the nine tooth peaks falls within the expected range(0.7 +0.05mm),and the material usage is reduced by 22%.The optimum clearance can be obtained by only 23 experiments,which is far less than the number of experiments needed in the actual molding process.
引文
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