基于長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)的磨削在線預(yù)測與補(bǔ)調(diào)*

曹滿義，鄭 鵬，徐穎杰，劉棟梁

(1.鄭州大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，鄭州 450001；2.鄭州機(jī)械研究所有限公司，鄭州 450052)

0 引言

在線測量策略在機(jī)械產(chǎn)品的加工過程中應(yīng)用廣泛。利用此方法能夠得到加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，同時(shí)能有效提高加工效率。在線測量的原理是通過簡化測量環(huán)節(jié)、及時(shí)調(diào)整加工參數(shù)以滿足工藝規(guī)程的要求。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對工件的尺寸及圓度進(jìn)行在線測量與評定[1-2]。結(jié)果顯示，在線測量加工具有良好的可靠性。

然而，傳統(tǒng)的在線測量模式下，由于數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)計(jì)算及驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作需要大量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)調(diào)整相較傳感檢測具有一定程度的滯后。當(dāng)尺寸誤差產(chǎn)生時(shí)，調(diào)整滯后難以及時(shí)對誤差進(jìn)行補(bǔ)調(diào)，進(jìn)而造成誤差累計(jì)，影響加工精度。通過時(shí)序預(yù)測，以尺寸預(yù)測值提前進(jìn)行誤差判斷，可很好解決補(bǔ)調(diào)滯后的問題。傳統(tǒng)的時(shí)序預(yù)測方法如小波分析[3]、支持向量回歸[4]等，因計(jì)算復(fù)雜度高、預(yù)測精度不足等原因，無法滿足在線測量的要求。因而，尋找更加高效準(zhǔn)確的預(yù)測方式可以提高在線測量的加工質(zhì)量。

長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)屬深度學(xué)習(xí)內(nèi)的時(shí)序預(yù)測方法。在訓(xùn)練階段從大量樣本中提取有效信息，得到樣本與目標(biāo)值的映射關(guān)系。在實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)映射關(guān)系可迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行時(shí)序預(yù)測，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，已實(shí)現(xiàn)利用LSTM進(jìn)行各類時(shí)序預(yù)測[5-7]。在訓(xùn)練樣本充足、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置合理的情況下，能夠得到很高的預(yù)測精度。……