虚拟环境下基于知识融合的机械产品建模与设计研究

论文题目: 虚拟环境下基于知识融合的机械产品建模与设计研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械电子工程

作者: 邹湘军

导师: 孙健,何汉武

关键词: 虚拟环境,知识融合,产品设计与重用,融合误差,多系统

文献来源: 广东工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 21世纪初,虚拟现实和信息技术的应用使机械产品设计与制造的研究方法、开发方法产生了重大变革。虚拟环境下的产品建模、设计与仿真成为产品研发中的重要部份。虚拟环境下基于知识融合的产品建模与设计方法是本文研究的主要内容。 本文从两个方面阐述了产品建模的内容:一是从现实中提取产品知识信息模型,二是提取产品可视化三维模型。成功地探讨了如何从现实中提取产品的知识模型,建立知识库,并且把相关知识映射到数据库中去,借鉴数据库管理方法来实现知识库的管理。论证了可视化实体的三维建模方法、光照模型方法、二维/三维模型获取、检索及转换。提出了基于多边形网格的三维模型获取、检索及转换的数学模型。 文章阐述了机械产品设计的手段,研究了知识融合的机理和方法。把知识融合分为二类:第一类是产品设计过程中重用知识的融合,实现方法是知识重用和嵌入。把产品设计分为重用设计和非重用设计,再把重用设计分为绝对重用和相对重用,并给出了相对重用和绝对重用的概念,分析了相似性、模型变异引起的复杂性和设计者的期望度等因素,提出了重用设计可用度,建立了数学模型。利用产品的结构与功能相似及其可用度来进行重用设计与决策,给出了重用设计的算法步骤,建立知识重用和嵌入的模型。第二类是产品设计与仿真中不确定知识的融合。针对冲突证据情况下Dempster-Shafer规则存在的不足,首次提出融合误差的概念,提出一种新的扩展组合规则,改进了Dempster-Shafer证据组合规则,提高了知识和信息融合的可靠性。首次用融合误差量化了冲突证据融合时产生的偏差。 为了实现虚拟环境下机械产品设计与仿真,采用多Agent系统来描述产品结构、推理决策和仿真。构建了知识融合的多Agent设计与仿真系统结构。给出了虚拟设计Agent和仿真Agent的工作流程。讨论了多Agent系统和产生式推理机制,分别建立了产生式的多Agent设计和仿真决策系统模型。利用该技术把知识综合起来嵌入到问题求解过程中去。分析了多Agent协作的冲突问题,用改进的证据组合规则和融合误差解决个体Agent自身证据和多Agent合作决策的双重冲

论文目录:

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目录(中文图表索引)

目录(英文图表索引)

第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 虚拟现实技术及其在机械产品设计中的应用

1.2.1 虚拟现实技术及虚拟环境的构建

1.2.2 虚拟现实技术在产品设计中的应用简介

1.3 虚拟环境下知识融合的产品建模与设计研究

1.3.1 虚拟环境下产品建模方法

1.3.2 基于知识融合的机械产品设计研究

1.3.3 虚拟环境下的机械产品设计优势与不足

1.4 知识推理和融合方法

1.4.1 不确定知识推理和融合方法

1.4.2 D-S证据理论在知识融合中的应用

1.5 高速贴标机的研究状况及工作原理

1.5.1 高速贴标机研究现状

1.5.2 高速贴标机工作原理和系统组成

1.6 课题来源

1.7 论文的主要内容

第二章 机械产品设计知识系统结构与模型

2.1 引言

2.2 虛拟环境下知识融合的产品设计知识模型

2.2.1 产品设计系统框架

2.2.2 产品知识表达模型

2.2.3 产品设计知识库的组织

2.3 虚拟环境下产品可视化实体模型

2.3.1 虚拟环境下的光照模型

2.3.2 高速贴标机的模型

2.4 本章小结

第三章 机械产品设计与仿真中不确定知识的融合方法

3.1 引言

3.2 不确定知识的推理和融合方法

3.2.1 D-S证据理论及其特点

3.2.2 传统组合规则存在的问题

3.2.3 Yager改进后的合成规则

3.2.4 对D-S组合规则形式变换

3.2.5 冲突概率的分配函数

3.2.6 新的合成规则和融合误差的提出

3.2.7 新的合成规则的属性比较

3.2.8 实验结果对比与结论

3.3 本章小结

第四章 产品设计过程中的知识融合方法：重用与嵌入

4.1 引言

4.2 产品设计知识获取

4.2.1 设计知识获取

4.2.2 查询和自动获取知识

4.3 设计知识重用

4.3.1 设计知识重用的基本原则和步骤

4.3.2 产品结构和功能相似分析与重用设计可用度

4.3.3 重用设计实例

4.4 设计过程中的知识嵌入

4.4.1 设计过程中的知识嵌入及其实现

4.4.2 设计过程中的知识重用嵌入模型

4.5 本章小结

第五章 机械产品设计与仿真的多Agent系统

5.1 引言

5.2 Agent建模方法

5.2.1 Agent定义和特点

5.2.2 多Agent系统

5.3 基于知识融合的产品设计MAS结构

5.3.1 基于知识融合的贴标机Agent系统

5.3.2 贴标机仿真Agent系统

5.4 多Agent产生式决策系统

5.4.1 产生式推理

5.4.2 多Agent的推理系统

5.4.3 多Agent的产生式推理与融合系统

5.5 多Agent决策系统中不确定知识的融合及其应用

5.5.1 证据理论在知识融合决策中的应用

5.5.2 当获取冲突知识和信息时的多Agent决策

5.5.3 多Agent冲突的协商解决

5.6 本章小结

第六章 虚拟环境下知识融合的机械产品设计系统及其实现

6.1 引言

6.2 虚拟环境下产品设计步骤及实施

6.2.1 虚拟环境下产品设计步骤简述

6.2.2 系统实施方案

6.2.3 应用平台及系统环境

6.2.4 虚拟环境硬件系统

6.3 Agent系统中主要函数描述及交互实现

6.3.1 数据访问与连接的实现

6.3.2 Agent行为和交互函数的描述与通信实现

6.3.3 人机交互方式的实现-事件驱动与路由机制

6.3.4 安全与知识产权保护

6.4 仿真系统的多软件平台集成开发原理

6.5 虚拟环境下知识融合的高速贴标机建模与设计的实例

6.5.1 产品数据采集与建模

6.5.2 系统结构

6.5.3 设计与仿真系统的主要功能

6.5.4 高速贴标机的设计与仿真实现

6.6 本章小结

全文总结和展望

参考文献

作者在攻读博士学位其间获奖和参加科研情况

作者在攻读博士学位其间发表的论文

独创性声明

致谢

发布时间: 2005-07-27

参考文献

• [1].机械产品设计过程成本决策及控制方法与技术研究[D]. 姜少飞.浙江大学2003
• [2].基于基因工程的机械产品设计理论与技术研究[D]. 陈洪武.山东大学2005
• [3].机械产品设计过程的建模、评价与优化方法研究[D]. 郭峰.浙江大学2007
• [4].机械产品设计过程知识获取与处理技术及其在叉车行业应用研究[D]. 车君华.浙江大学2007
• [5].基于设计结构层次的机械产品设计实例表达与推理[D]. 刘辉.山东大学2012
• [6].面向机械产品设计的知识服务关键技术研究[D]. 伍英杰.山东大学2014
• [7].机械产品设计中的颗粒离散元仿真技术及实现[D]. 胡励.武汉大学2013
• [8].现代机械产品设计规划及可视优化设计方法研究[D]. 孙伟.东北大学2007

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• [6].机械产品数字化设计及关键技术研究与应用[D]. 杨方飞.中国农业机械化科学研究院2005
• [7].基于知识的CAD系统若干关键技术研究[D]. 刘忠途.华中科技大学2005

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