基于案例的液壓動力回路設(shè)計Chi-ManVong,Pak-KinWong,Weng-FaiIp,andZhi-XinYang科學與自然，香港大學，香港cmvong,fstpkw,andyip,zxyangumac.mo摘要：本文介紹了設(shè)計和實現(xiàn)自動基于案例的推理（CBR）為一體的液壓系統(tǒng)回路設(shè)計成功的人工智能典范。在此領(lǐng)域內(nèi)，對基于推理和液壓回路的設(shè)計進行了簡要回顧。然后提出了自動回路設(shè)計和使用CBR學習的方法。最后通過應用實例說明了選擇CBR在學習工業(yè)液壓回路的設(shè)計的應用價值。關(guān)鍵詞：基于案例的推理（CBR），適應的案例，液壓回路設(shè)計。1.介紹計算機在工程設(shè)計中的使用已成為行業(yè)的一大趨勢。今天，不同的商業(yè)自動化的計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件可應用在許多工程的自動化設(shè)計過程中。然而，CAD軟件在液壓系統(tǒng)的設(shè)計不像在許多其他工程設(shè)計領(lǐng)域一樣突出。這主要是由于壓力分析的復雜性和在設(shè)計過程中缺少最合適的協(xié)調(diào)方法。在最近的多年來，許多智能CAD專家系統(tǒng)的液壓回路的研究已在文獻中找到。大多數(shù)CAD系統(tǒng)的構(gòu)建從生產(chǎn)規(guī)則1設(shè)計的知識表示或基于和面向?qū)ο蟮募?，降低液壓子回路的復雜性和技術(shù)構(gòu)件表示。雖然該方法是有效的，收購和維護規(guī)則的問題，不僅是軟件工程師面臨的問題，還有利用該軟件的設(shè)計師。此外，靜態(tài)學習的另一個問題是傳統(tǒng)的基于規(guī)則的系統(tǒng)。為解決傳統(tǒng)的繼承問題，基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，人工智能社區(qū)提出了另一種推理范式，被稱為基于案例的推理（CBR）。CBR支持新的學習方式，知識可以附加到知識庫中沒有廣泛的重新編譯系統(tǒng)。這是一個CBR維護知識的主要優(yōu)點，花費更少的時間。本文研究了CBR在液壓系統(tǒng)中的應用設(shè)計和一種原型液壓回路自動設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)來驗證所提出的方法。_1當規(guī)則被更新，整個系統(tǒng)必須被重新編譯。吳越（主編）：ICHCC2011年，CCIS163，第269-275頁，2011。施普林格出版社2011年柏林海德堡2.回顧2.1基于案例的推理CBR3是一種可以發(fā)現(xiàn)類比當前的工作情況和過去的經(jīng)驗（參考案例）的方法。CBR可以直接利用過去的經(jīng)驗來解決新問題，即確認其相似性與特定的已知問題，來尋找一種解決當前現(xiàn)狀的方案。CBR已開發(fā)出許多系統(tǒng)應用于各種領(lǐng)域4，5，6，7，8，9，10，包括制造，設(shè)計，法律，醫(yī)學，和規(guī)劃?；镜腃BR構(gòu)成有以下四條：檢索-檢索匹配以往類似的情況下，針對目前存在的問題；重用-利用基于過去的案例的解決方案以解決目前存在的問題；REVISE-修改過去的解決方案，如果出現(xiàn)任何矛盾時，要適用于目前存在的問題；保留-隨著問題保留最終的解決方案，因為最終的解決方案在將來可能是有用的。當用戶輸入一個問題時，該問題被解釋并轉(zhuǎn)換為一個新的案例推理系統(tǒng)的特定格式。轉(zhuǎn)換后的新情況進入檢索的階段，在新的情況下，再對以前匹配的案例庫中推理系統(tǒng)案例。CBR通常在檢索階段通過一個簡單的相似函數(shù)來找到最相近的作為當前案例的參考。該公式中列出（1）其中iw是i最重要的尺寸，Iif和Rif分別是在輸入和檢索的情況下的特征值。對于符號f的特征值，2.2液壓回路設(shè)計液壓動力是一種動力傳動系統(tǒng)和控制。它可以把液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，以用于有用的生產(chǎn)工作，如壓制或提升。液壓系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)是回路設(shè)計。一般過程如下：I.回路根據(jù)客戶所提供的信息，例如：回路最大工作壓力，最大負載，執(zhí)行器速度，工作周期和應用等。II.根據(jù)最大工作壓力、最大負載和載荷-位移來決定線性或旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)的尺寸。III.將計算出的執(zhí)行器的尺寸轉(zhuǎn)換為標準尺寸。IV.系統(tǒng)參數(shù)，如液壓油的流量，壓力切換等被確定。V.根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)計規(guī)格選擇適當?shù)膱?zhí)行器子回路，泵和泵的子回路。VI.最終選擇其他在回路中使用的液壓元件。3.CBR在工業(yè)液壓回路設(shè)計中的應用在2.2節(jié)步驟V，液壓工程師們通常習慣于修改現(xiàn)有的回路，然后設(shè)計一個新的回路來為了適應不同情形下的使用。這是因為液壓回路的設(shè)計通常是相似甚至不同的情況，所以液壓工程師必須手動查找通過許多現(xiàn)行有效的電路，然后選擇一個類似的和合適的并進行修改。在檢索過程的階段是重復和繁瑣的，因為工程師要逐一審查每一個回路。然而，檢索現(xiàn)有的回路和使它更好地適應當前的情況，可以強烈支持CBR。如果現(xiàn)有的回路在計算機數(shù)據(jù)庫中（案例收集庫），每個回路隨著其功能和應用程序特定的存儲輸出要求，這些參數(shù)可以作為案例（回路設(shè)計）索引、指標。每當液壓工程師想要從案例庫檢索過去的案例，他只需要輸入相應的功能和應用程序的特定要求，和CBR的使用（1）計算最相似的案例。如果工程師不滿意推薦的案例，那么下一個最相似的案例繼續(xù)出現(xiàn)。要做到這一點，因為案件相似水平的實例相似度的計算排名不同。在那之后，工程師能夠適應或修改手動檢索的情況下，由以上過程或應用提供CBR適應規(guī)則。那些適應規(guī)則的具體生產(chǎn)規(guī)則來自專家或工程師自己的經(jīng)驗。最后，工程師可以決定此案例是否足夠好存儲庫到案例庫，以備將來使用。液壓回路的設(shè)計不同，不僅是因為回路圖的不同，而且與他們的功能屬性也有關(guān)。為了適應回路，如果某些組件更換，那么屬性將也可以通過插入或刪除進行修改。CBR允許的情況下，這樣的結(jié)構(gòu)修飾的屬性可以添加或刪除。例如，一個工程師檢索過去的案例，并執(zhí)行回路設(shè)計的修改，然后數(shù)的屬性將改變根據(jù)，他的子回路通過添加或修改預定義的屬性，刪除不必要屬性的子回路。4.應用實例實現(xiàn)系統(tǒng)能夠提供基于回路規(guī)格最相似的回路設(shè)計。工作環(huán)境和前段用戶界面回路設(shè)計系統(tǒng)如圖1所示。系統(tǒng)的學習能力這部分中顯示出的一個例子與援助。表1顯示的部分屬性在圖2所顯示液壓子回路實例的表示。圖1.工作環(huán)境和回路設(shè)計系統(tǒng)前端用戶界面表1.液壓子回路的部分屬性繪圖名稱變量最大流量33L/min最大壓