基于知识的汽车制动器设计专家系统的研究与开发

摘要

在市场竞争日益激烈的今天，汽车零部件企业如果不能及时开发出自己的新产品以适应市场的需求，那将有被淘汰的危险。为了提高产品设计质量，缩短产品开发周期，节约生产成本，增强企业的市场竞争力，非常重要的一环就是大力改进企业的设计技术手段。先进的设计手段必须以先进的设计理念为前提。以目前正处于开发阶段的基于知识工程(KBEKnowledgeBasedEngineering)的设计方法来研究制动器的设计问题，对推动相关汽车零部件产品采用更加先进的开发手段具有十分重要的意义。 本文详细研究了专家系统和知识工程的相关理论，研究整理了制动器设计领域中的许多设计知识和经验，并将其应用于具体的系统开发；分析了制动器主要尺寸参数对制动器性能的影响规律，给出了制动器性能评价标准的一般预测公式；深入研究了在面向对象的环境下，专家系统中知识表达的实用形式、知识库的建立模式以及推理机制的具体实现方法；探讨了KBE设计方法在专家系统中的具体实现方式；结合生产实际，给出了产品CAD/CAE应用的有效设计实例。 在此基础上，利用VisualC++程序设计语言，初步开发了一套汽车制动器设计专家系统(BDES)。通过该系统的具体开发可知，采用产生式规则和框架系统相结合的方式，可以使领域知识的表达更加方便、实用；应用松紧耦合的方式建立系统知识库，不仅有利于知识的更新、扩展与管理，而且能提高系统推理的效率；针对制动器设计过程中不同的推理阶段和问题，采用不同的推理机制，将RBR/CBR推理与模糊矩阵推理技术相结合，易于实现不精确推理中问题的求解策略；利用人工智能技术，结合CAD/CAE手段，是KBE设计方法比较可行的一种实现方式。设计实例证明，该系统能够较好地解决生产设计中的实际问题，极大地缩短了产品的开发周期，显著降低了设计成本。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1概述

1.2国内外关于专家系统的研究现状

1.2.1专家系统的发展及其在汽车领域研究现状

1.2.2基于知识工程(KBE)技术的研究

1.2.3设计型专家系统关键问题分析

1.3本课题研究的主要内容和目的

2专家系统的理论基础

2.1概述

2.2专家系统的组成结构

2.2.1专家系统的基本结构

2.2.2专家系统的一般结构

2.3知识表示

2.3.1关于知识的基本概念和分类

2.3.2产生式表示法

2.3.3框架表示法

2.4推理与控制策略

2.4.1推理控制策略

2.4.2非精确性推理方法

2.5本章小节

3鼓式制动器设计知识的研究

3.1引言

3.2制动器设计知识获取的方法

3.3制动器的基本性能

3.4制动器结构参数对制动器性能的影响研究

3.4.1制动器主要尺寸参数对制动效能的影响

3.4.2制动蹄主要参数对制动衬片压力分布的影响

3.5制动器结构型式对制动器性能影响的研究

3.5.1各种类型鼓式制动器的性能特性分析

3.5.2制动底板的结构型式对制动器性能的影响

3.6制动器设计的具体评价标准

3.7本章小节

4制动器设计专家系统的开发

4.1引言

4.2系统的总体设计

4.2.1系统的开发思想

4.2.2系统的功能定义

4.2.3系统的开发模式

4.2.4系统的总体结构模型

4.3专家系统中知识库的建立

4.3.1设计知识的分类

4.3.2知识的表示方法

4.3.3知识库的组织及其与推理机的耦合

4.4数据库的建立

4.5推理与评价体系

4.5.1方案设计阶段的推理机制

4.5.2制动器参数设计阶段的推理机制

4.6性能分析评价

4.7三维模型的建立

4.8有限元分析模块的建立

4.9本章小结

5专家系统设计实例

5.1引言

5.2 SC1010汽车配套制动器设计

5.2.1设计方案的确定

5.2.2主要参数设计

5.2.3主要部件的结构型式确定

5.2.4主要参数的评价

5.2.5零部件三维模型的建立

5.2.6制动器的有限元分析

5.3本章小节

6结论

致谢

参考文献