引入MATLAB的外螺纹轧机轧制系设计专家系统研究

摘要

专家系统(expertsystem)是人工智能技术应用中最成功的一个分支。在机械产品设计开发过程中有效地运用专家系统，对提高产品质量、缩短产品设计周期、降低开发成本等具有重要意义。 图形处理及工程计算，特别是后者是开发机械设计专家系统所面临的主要难题。本文在系统研究MATLAB软件的强大计算功能和专用工具箱的基础上，尝试利用MATLAB完成机械设计专家系统中的工程计算问题。 基于这种思路，本文着重探讨了利用Microsoft公司的VisualC++6.0编制前台程序时，通过MATLAB所提供的各种接口功能，调用MATLAB软件的计算功能，解决机械设计专家系统中的工程计算问题；并以VisualC++6.0和MATLAB作为系统的集成开发环境，尝试开发了适用于Windows98/NT/2000操作系统下的外螺纹轧机轧制系设计专家系统。 本系统中，利用后台的MATLAB计算引擎对用户提交的初始参数进行计算推导，从而帮助设计者完成主要设计参数的计算和结果分析任务，提高了设计计算的精确性和效率。 本文对于MATLAB在机械设计专家系统方面的应用是一次比较新的尝试。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于论文使用授权的说明

1 绪论

1.1课题的提出

1.2外螺纹斜轧机概述

1.2.1外螺纹斜轧机的结构

1.2.2工作原理

1.2.3轧辊结构及其主要设计参数

1.3专家系统及其在机械设计中的应用

1.3.1专家系统及其发展动态

1.3.2专家系统在机械设计各阶段的作用

1.4课题研究的主要目的和内容

2 MATLAB软件简介

2.1概述

2.2 MATLAB的功能、特点、应用范围

2.2.1 MATLAB的主要功能

2.2.2 MATLAB的主要特点

2.2.3 MATLAB的应用范围

2.3为何用MATLAB参与机械设计专家系统的软件编制

3专家系统原理及应用

3.1专家系统概述

3.1.1专家系统简介

3.1.2专家系统的类型与特点

3.1.3专家系统的发展趋势

3.1.4专家系统开发的步骤

3.2机械设计专家系统模块的组成

3.2.1知识库模块

3.2.2数据库模块

3.2.3推理机

3.2.4解释机构

4专家系统与MATLAB的接口理论及应用

4.1 MATLAB与Visual C++的接口

4.1.1 Visual C++调用MATLAB引擎

4.1.2 MATLAB可执行程序

4.1.3 VC调用MATLAB数学库

4.2 MATLAB编译器的原理及应用

4.2.1使用编译器

4.2.2创建C++独立应用

4.2.3 MATLAB编译器族

4.3独立应用

4.3.1独立C++应用

4.3.2创建独立的C/C++应用

4.4 MATLAB的计算功能在本系统中的应用

4.4.1利用编译器由M文件生成动态链接文件

4.4.2 C语言MEX文件源程序的构成

4.4.3在Visual C++中调用MATLAB数学函数库的应用

5轧制系设计专家系统

5.1面向对象的程序设计

5.1.1基本概念

5.1.2基本特征

5.1.3面向对象技术与传统专家系统技术的比较

5.1.4 Visual C++6.0高级程序设计语言简介

5.2轧制系设计专家系统的实现

5.2.1人机接口

5.2.2知识库

5.2.3推理机

5.2.4数据库

5.3程序设计实例

5.3.1程序运行环境

5.3.2程序设计实例

6总结与展望

6.1研究工作总结

6.2研究工作展望

致谢

参考文献

附 录