论文题目: 基于知识的CAD系统若干关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 刘忠途
导师: 陈立平,王启富
关键词: 知识工程,扩展特征建模,知识元特征,知识约束,知识库
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 知识工程是随着人工智能技术的发展而产生的,对于促进计算机辅助设计的工程化、实用化和自动化,提高产品设计质量和效率均有着显著的意义。基于知识的产品设计技术已成为国内外研究开发的热点,并视为CAD 技术深化应用和发展的重要途径。本文结合国家十五重点科技攻关项目“产品CAD 软件”(项目编号:2001BA201A02),对基于知识的CAD 系统中若干关键技术进行了深入的研究。产品设计的知识建模是基于知识的CAD 系统核心问题之一。为了避免繁琐的知识获取过程,降低知识维护成本,本文提出了在传统特征基础上进行扩展以实现知识融合机制的方法。通过引入知识元的混合知识表达简化了知识建模过程。在扩展特征基础上,提出了知识元特征和凝聚特征概念。知识元特征能够与几何形状特征一致的方式进行操作,还能够灵活地构造设计中的准则或原理,运用这些设计准则来完成包括复杂计算、推理、校核验证、自适应调整等功能。系统级的凝聚特征将设计知识、几何形状以及联接关系等封装起来,克服了传统特征在功能语义表达上的不完备性。知识约束系统建模是对知识元特征模型进行知识处理的基础。为了保证对实际工程设计问题的适用性及系统约束维护一致性等要求,提出了基于有向二分图的知识约束系统建模方法。通过对知识约束特性的分析,并运用图论算法对二分图进行有向化、凝聚和分类等操作,降低了知识约束处理的复杂程度。利用知识约束系统生成的推理求解序列,形成推理求解的控制策略,保证了混合推理求解的稳定性和有效控制。知识库子系统是CAD 系统应用知识的关键性构件。为了保证知识库系统的易维护性和可扩充性,提出了面向设计任务结构的多层次知识库构造方法。在设计任务和设计任务结构的基础上,利用知识元用于形成设计任务的问题求解方法PSM。提出了基于知识元和设计任务的多粒度知识重用方法,并将设计任务网络应用于设计任务的自动化过程引导之中。在上述理论研究成果的基础上,研制开发了基于知识的CAD 原型系统,并顺利通过了项目验收。最后,给出了减速器的实例以验证本文研究的有效性和可行性。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题概述
1.2 相关文献综述
1.3 国外在CAD 系统中的KBE 技术概况
1.4 存在的问题
1.5 本文的主要研究工作
1.6 本文的组织结构
2 基于知识的CAD 系统结构和关键技术
2.1 引言
2.2 基于知识的CAD 系统结构
2.3 基于知识的CAD 系统关键技术
2.4 基于知识的产品模型
2.5 小结
3 基于知识的扩展特征建模
3.1 引言
3.2 几何特征建模原理
3.3 特征概念的扩展
3.4 知识元特征建模原理
3.5 系统级的凝聚特征
3.6 小结
4 知识约束系统建模
4.1 引言
4.2 知识约束
4.3 基于有向图的知识约束系统模型
4.4 求解序列与求解序列偏序
4.5 混合推理求解
4.6 小结
5 面向任务结构的知识库构造与知识重用技术
5.1 引言
5.2 基于设计任务结构的知识库层次模型
5.3 工程CAD 知识库的设计
5.4 知识元和设计任务的重用
5.5 小结
6 原型系统简介及工程应用实例
6.1 引言
6.2 总体结构和功能简介
6.3 应用实例1—齿轮减速器设计
6.4 小结
7 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表的文章
发布时间: 2006-04-05
参考文献
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