2024年5月31日发(作者：)
・
28
・
机械
2020
年第
12
期
第
47
卷
基于实例一排序推理算法的
FMS
专家优化设计系统
李彦儒
，
胡晓兵
，
陈应飞
，
刘志明
，
彭正超
(四川大学
机械工程学院
，
四川
成都
610065
)
摘要
：
以某机床厂某柔性生产线项目为对象
，
研究了目前企业柔性生产线工艺资源
、
加工管理现状和车
间设备布局方法
，
分析了目前企业在
FMS80
系统柔性单元设计和车间内产线布局的相关特点
。
在相关研
究工作的基础上
，
对
FMS
快速化设计过程中的涉及到的工艺性能
、
设计属性等数据进行研究分析
，
完成
了
FMS
虚拟仿真设计系统的数据库设计和软件设计
，
确定了该系统开发的总体环境
，
对整个
FMS
快速
设计流程进行了归纳整理分析
，
建立了
FMS
快速设计的专家系统知识库结构和相关推理规则
，
为工艺设
计人员和生产现场的技术人员提供设计卖例的经验参考
，
以提高设计人员的工作效率
，
减小资源浪费
，
降低企业
FMS
设计运行成本
。
关键词
：
柔性制造系统
；
车间布局
；
工艺数据库；
Visual
Studio
；
专家系统技术
中图分类号
：
TH164
；
TP315
文献标志码
：
A
doi
:
10.3969/.1006-0316.2020.12.005
文章编号
：
1006
-
0316
(2020)
12
-
0028
-
09
An
Expert
Optimization
Design
System
for
FMS
Based
on
Case-Sort
Reasoning
Algorithm
LI
Yanru
,
HU
Xiaobing
,
CHEN
Yingfei
,
LIU
Zhiming
,
PENG
Zhengchao
(
School
of
Mechanical
Engineering,
Sichuan
University,
Chengdu
610065,
China
)
Abstract
:
Based
on
a
flexible
production
line
project
of
Ningjiang
Machine
Tool
company,
this
paper
studied
the
process
resources,
the
status
quo
of
processing
management
and
the
method
of
workshop
equipment
layout
and
analyzed
the
characteristics
of
FMS80
system
flexible
unit
design
and
the
layout
of
production
line
in
the
workshop.
Data
analysis
was
conducted
regarding
process
performance
and
design
attributes
of
FMS
rapid
design.
After
database
design
and
software
design
of
virtual
simulation
FMS
design
system
was
completed,
the
overall
environment
of
the
system
development
was
determined
and
the
whole
process
of
FMS
rapid
design
was
summarized
and
analyzed.
Knowledge
base
structure
of
expert
system
and
related
inference
rules
of
rapid
design
of
FMS
structure
was
established.
This
research
provides
cases
for
reference,
so
as
to
improve
the
design
efficiency
and
to
reduce
the
waste
of
resources
and
the
cost
of
enterprise
in
FMS
design
and
operation.
Key
words
:
flexible
manufacturing
system
；
workshop
layout
；
process
database
technology
；
Visual
Studio
；
expert
system
technology
柔性制造系统
(
FMS
,
Flexible
Manufacturing
System
)
是典型机电液组成的复杂大系统
，
其
设计过程包含了
FMS
功能单元资源管理
、
车间
布局与工艺流程优化智能算法研究
、
工艺资源
收稿日期
：
2020
-
04
-
20
基金项目
：
国家科技重大专项
(2018ZX04032001
)
作者简介
：
李彦儒
(
1995
-)
,
男
，
重庆人
，
硕士研究生
，
主要研究方向为智能制造
、
数字化生产
，
：
*****************
;
胡晓兵
(
1970
-
),
男
，
湖北黄冈人，
博士
，
教授
，
主要研究方向为企业信息化
、
机器视觉
、
数字化车间
。
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年第
12
期
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仿真与数字化设计等多学科
、
多领域的专业知
识应用⑴
。
传统的柔性生产线设计过程在柔性
制造单元设备资源管理
、
车间结构布局与工艺
流程计划优化
、
三维模型建立等方面还是通过
人工设计
、
验证
、
绘图等方式进行
，
导致柔性
生产线设计数字化
、
信息化程度较低
，
难以适
应新的智能制造大背景下制造企业需要柔性快
速
、
可重构
、
智能化的
FMS
设计技术要求
，
造
成设计周期长
、
设计任务繁琐
，
加工计划及排
布难以对生产任务的快速变化做出高效响应
。
工艺数据库系统可以对生产或设计过程中
产生的大量工艺参数
、
设计方法
、
经验知识和
加工设计实例等进行数字化管理
，
为工艺设计
和智能决策提供有用的参考
，
可以有效地缩短
产品
、
项目设计周期
，
实现功能集成
，
减少资
源浪费
。
国内外对相关工艺设计系统的研究由
来已久
，
目前比较成熟的工艺设计系统研究主
要集中在切削
、
焊接
、
装配等常见机械制造工
艺系统的研发上
。
王巧玲等
［
2
］
为提高焊接生产
过程的数字化水平
，
研发了集焊接数据库平台
、
工艺设计专家系统平台和焊接信息管理平台为
一体的焊接数据库及专家系统
。
郭胤等
［
3
］
以当
前主流的虚拟现实技术为平台系统开发背景
，
针对虚拟制造平台进行了系统设计与开发
，
论
述了虚拟制造平台设计的原理与方案
，
完成了
一种紧凑式
CAVE
虚拟制造平台的软硬件布
局
。
刘阳等
［
4
］
选用
Visual
为集成应
用开发环境
，
使用
SQL
Server
作为后台数据库,
同时采用
C#
编程语言
，
利用
数据库
连接技术
，
设计了智能医药仓储管理系统
，
有
效解决了传统药品管理工作模式中所存在的工
作强度大
、
差错率高等诸多问题
。
吴月等
［
5
］
针
对推土机装配制造过程复杂多变
、
工艺参数优
化和决策困难等问题
，
研究设计了推土机智能
装配的工艺软件与专家系统
，
通过构建起专业
化的工艺优化与管理平台
，
实现了总装线上多
机型柔性化装配管理
。
FMS
工艺管理及优化设计系统的研究与这
些工艺设计管理系统有着很大的类似性
，
本文
将对此做详尽论述和设计
。
本文从数字化
、
智能化
、
网络化设计技术
入手
，
通过对某企业
FMS
生产线的工艺设计特
点和设计过程中所涉及的工艺参数进行进一步
研究
，以某新型
FMS
生产线为设计实例
，
运用
数据库技术
、
仿真优化技术和专家系统技术等
计算机技术
，
结合优化算法开发了针对柔性制
造系统的
FMS
优化设计系统
。
详细介绍了系统
的总体框架
、
工作流程
、
功能模块及设计过程,
并采用
技术
，
以
Visual
Studio
和
SQL
Server
作为开发工具
，
Plant
Simulation
作为仿
真平台完成了系统的开发
。
1
FMS
快速设计系统软件设计
1
.1
C
#
.NET
与系统总体架构
该系统基于
C/S
开发模式
，
利用
C#.NET
环境进行开发
，
采用了多层架构技术
，
系统总
体框架共由数据存储层
、
数据操作层
、
数据管
理层
、
数据智能处理层
、
网络响应层
、
用户使
用层组成
，
如图
1
所示
。
本文主要针对数据存
储层
、
数据管理层和数据智能处理层三个主要
支撑架构进行说明
。
(
1
)
数据存储层
数据存储层存储着整个柔性制造单元工艺
资源数据库的基础数据
，
这些数据主要由
FMS
基础单元数据库
、
FMS
现场工艺资源数据库和
FMS
优化设计实例库组成
。
(
2
)数据库管理层
数据库管理层是系统的核心组成
，
其由
FMS
设计数据安全管理
、
FMS
功能单元基础数
据管理
、
FMS
设计分析数据管理和
FMS
设计
实例数据管理等组成
，
使设计人员快捷高效的
进行
FMS
设计管理
。
(
3
)
系统智能层
系统智能层是系统的重要组成部分
，
主要
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机械
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包括智能优化算法
、
专家系统技术以及虚拟仿
真和参数化设计等数字智能方法
。
系统智能层
配套件清单数据等
；
设计实例管理满足的是柔
性制造单元布局模型库的设计需求
，
存储的是
经过该系统快速优化设计的已有项目实例
。
在
通过对
FMS
生产线设计需求分析
，
使用合理的
智能算法最终为设计人员提供最优的总体方案
实际使用系统进行项目设计过程中
，
系统会通
过专家系统智能查询推荐给设计人员已有的
设计
、
布局优化设计
、
工艺优化设计以及生产
计划调度方案
。
FMS
设计实例或者优化方案
。
1.2.2
仿真文件信息输出及模型驱动模块
经过
FMS
工艺资源管理模块的处理
，
由内
置的智能优化算法
、
专家系统和仿真优化分析,
1.2
FMS
虚拟仿真系统的功能设计
1.2.1
工艺资源管理模块
如图
2
所示
，
工艺资源管理功能主要满足
FMS
中各功能单元的加工性能
、
几何参数等数
据管理
，
如卧式加工中心主要规格参数
、
FMS
系统可输出相关仿真分析数据文件供设计人员
参考
，
例如布局优化仿真
、
加工工艺排程优化
仿真
、
FMS
其他主要加工仿真文件
。
用户层
自动物流线传输小车主要规格参数
、
主要外购
网络响应层
数字智能层
数据管理层
数据操作层
数据存储层
图
1
柔性制造单元工艺资源数据库系统框架图
FMS
数据安全管理
权限设置
数据库备份
FMS
基础数据管理
FMS
设计分析数据管理
FMS
设计实例管理
工件信息
工件数据
刀具数据
FMS
基本推荐用量
布局优化仿真数据
物流优化分析数据
工艺布局优化卡片
仿真文件数据校验
机床数据
夹具辅具数据
操作审批
排程优化分析数据
数控加工程序
、总控程序
图
2
工艺资源管理功能分析
要功能为
：
将
FMS
设计任务需求书需求数据输
1.2.3
用户界面模块
入到
C#
语言编程的界面程序
，
在
C#
环境下调
用柔性制造单元工艺资源数据库中各工艺参数
该模块建立了良好的人机交互界面
，
其主
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机械
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进行智能数字化设计
，
由界面显示所设计的
FMS
优化工艺布局模型
，
以及进行各种输出文
件阅览和下载
。
2
FMS
快速设计专家系统技术研究
专家系统技术可以模拟工艺设计人员的思
维
，
在数据库中已有数据的基础上进行推理
，
对不同的
FMS
整体设计方案进行综合评价
，
完
成复杂的设计配置决策
，
得到与当前车间情况
最符合的相关工艺设计数据和方案
。
专家系统
技术对
FMS
工艺资源管理与虚拟仿真设计系
统的智能性至关重要
。
FMS
虚拟仿真设计的专
家系统基本结构如图
3
所示
。
用户
人机接口
推理机
閨动态数据库閨
解释系统
基础数据库专家知识库
图
3
专家系统技术流程图
2.1
实例库的建立
实例库是柔性制造系统加工设计知识的重
要组成部分
，
是专家系统进行知识推理的基础
，
其主要是对设计过程中的优化设计实例进行记
录
，
将之变成计算机能识别和利用的数据结构
。
加工实例应尽量多地包含柔性制造系统的工艺
设计信息
，
确保设计方案和
FMS
参数规格数据
得到准确全面的描述
，
且知识结构清晰简洁
，
方便检索和推理
。
本文采用框架式方法对
FMS
优化设计加工实例进行结构化表示
，每条
FMS
设计实例由设计问题描述
、
设计问题解决方案
和实际设计应用结果三部分构成
，
如图
4
所示
。
2.2
推理机
推理机是
FMS
虚拟仿真设计专家系统技
术的核心部分
，
系统中的推荐引擎即推理机负
责指导
FMS
虚拟仿真设计系统优化方案确定
的业务流程
，
依据特定的推理机制搜寻调取基
础数据库
、
专家知识库和用户日志数据等中的
推荐数据和设计规则
，
对当前
FMS
总体工艺布
局设计问题进行求解
。
本文在系统中采用的是
基于实例-排序的推理
。
图
4
FMS
项目设计实例知识组成
2.2.1
基于实例推理
基于实例推理
(
Case-BasedReasoning
，
CBR)
核心是对新的
FMS
设计问题和工艺资源
数据库中
FMS
设计实例的相似性程度进行比
对
。
设有两个
FMS
设计项目各自为
Case1
和
Case2
,
则两个
FMS
设计相似度为
：
S
]2
=
sim(case1,
case!)
二
禺
-
sim(4,
&)
+
0
-
sim(
B
]
,
禺
)
(
1
)
+
•••
+
0
・
sim(
K
]
,
K
2
)
+
…
式中
:
A,B,
-
K,
…
为
FMS
总体设计的不同属性
，
包括
FMS
的各功能设备信息属性
、
加工零件属
性
、
工艺布局属性
、
生产计划排程属性等
；
畋
为属性
K
在所有属性中的权重
，
且
工
二
0
=
1
;
n
为目前所考虑的
FMS
设计问题中的属性类型
数
；
sim(
K
j
,
K
2
)
为
case1
和
case2
关于属性
K
的
相似度
。
对
FMS
工艺设计问题涉及到的属性知识
进行全面仔细的分析
，
归纳出属性相似度的计
算主要分为数值型和字符型两个部分
。
-
32
-
机械
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（
1
）
数值型
安排等属性特征一般都由特定的字符串指代
，
FMS
数字化设计中的一些属性比如生产设
备行数及各自台数
、
各区域尺寸大小
、
设备布
局间距
、
对应加工时长等
，
都有具体的数值表
示
，
则对应的属性相似度计算方式为
：
和数值型属性不同
，
归纳整理为字符型特征
。
这种形式的属性相似度直接通过相同与否进行
求解判定
，
计算方式为:
sim(
K
j
,
K
2
)
-
£
相同
1
2
[0
不相同
3
)
sim(
K
]
,
笛)-
1
-
max
(
k
)
一
min(
K
)
2
)
2.2.2
基于RankSVM
的推荐算法
式中
：
v
i
、
叱分别为
FMS
规划设计实例
case1
和
case2
特征属性
K
的取值
；
max
（
K
）
和
min
（
K
）
当基于实例推理不能有效推荐出合适的
FMS
优化设计方案时
，
专家知识系统会基于内
容推荐的智能算法原理
，
根据
FMS
设计属性特
为
FMS
工艺资源数据库中该特征属性的最大
值和最小值
。
（
2
）
字符型
加工设备型号
、
加工零件信息
、
工艺流程
征学习
，
最终为设计人员生成初始推荐列表并
提供优化方案选择结果
，
如图
5
所示
。
图
5
排序推荐算法流程结构图
支持向量机
SVM
（
Support
Vector
Machine
）
r
-
L
w
i±
b
|
||
w
||
5
)
为一类对于数据学习
、
预测
、
分类的算法
，
指
定样本数据训练集为
：
若需要超平面
（
w
,
b
）可准确划分
，
即存在
（
x
,
M
）
W
D
，
满足
：
]
T
D
-
{
（
x
2j,
（
x
2
，
y
2
）
，
...
，
（
x
”
，
儿
）}
儿
e
{
-
1
，
+
1}
w
T
x
+
b
>
+
1
SVM
模型即需要在此空间中找到一个划
分超平面
。
可划分样本的超平面理论上有很多
w
x
+
b
<
-
1
y.
—
+
1
'
y
-
-
1
,
、
（
6
）
根据式
（
6
）
可知
，
使得该不等式等号存在
的样本点就是
“
支持向量
”
（
support
vector
），
两个异类支持向量到超平面距离之和为
：
2
Y
—
------
l|
w
||
个
，
若要让此超平面拥有超好的鲁棒性
，
对没
出现过的
FMS
设计方案实例有较优的泛化性
，
则需要找到一个
“
容忍性
”
最优的超平面
，
超
平面表述为
：
w
T
+
b
—
0
（
7
）
（
4
）
y
为
“
间隔
”
。
“
容忍
”
性最好的超平面就
样本集中随意一点
x
距超平面
（
w
,
b
）
的距
为
“
最大间隔
"
（
maximum
margin
）
划分的超
离为
：
平面
（
w
,
b
）
，
故线性支持向量机的基本模型为
：
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机械
・
33
・
(
8
)
s.t.(
w
T
x
+
b)
>
1
i
=
1,2,...,
m
排序学习(
Learning
to
Rank
)
即将待排序
的方案生成相应的属性特征矩阵
，
将一部分数
据作为训练集
，
另一部分作为测试集
，
利用训
练集训练相应的模型
，
利用最小化损失函数的
原理来训练模型
，
然后使用测试集进行预测
。
根据损失函数不同
，
排序学习算法分为三类
：
Pointwise
、
Pairwise
、
Listwise
。
RankSVM
是排序学习中
Pointwise
方法的
一种
，
使得排序问题转换为分类问题
。
用特征
向量
X
=
(
A
,
B
,...,
K
)
指代其中某一待排序
FMS
设
计方案
，
则可能有函数
fX
)
，
通过对
fx
)
结果大
小比较进行排列
。
如果有
：
兀
>
X
j
0
f
(xj
f
(
X
j
)
起始假定
fx
)
是线性函数
，
有:
fx)
=
(w,
x)
故存在
：
f
(x)
>
f
(x
j
)
0
(
w
,
x
t
-
x
j
)
>
0
通过实现排序到分类的转变
，
再一次定义
全新的训练样本
，
如数据库中已存在的
FMS
实
例
x
i
、
x
2
、
x
3
，
使
x
i
-
x
2
、
x
i
-
x
3
、
*
2
-
*
3
是正
样本
，
x
2
-
x
i
、
x
3
-
x
i
、
x
3
-
x
2
是负样本
，
则有
：
(
w
,
x
t
-
x
j
)
>
0
0
y
=
+1
(
9
)
如图6
所示
，
出现新样本
x
i
-
x
3
、
x
2
-
x
3
、
x
2
-
x
i
、
x
3
-
x
i
、
x
3
-
x
2
，
凭借
SVM
对全新集进
行分类训练
。
前面理论叙述中已假定
fx
)
是线性
函数
，
故可通过线性支持向量机
(
Linear
SVM
)
对样本进行训练
。
FMS
专家知识库本质上是对
FMS
各工艺
资源的动态数据管理
，
管理了经由
FMS
设计人
员布局工艺初始以及优化设计后各设备所装载
刀具
、
辅具情况
、
工件工序排布及切削时间
、
辅助时间等现场工艺信息
；
除此以外还通过了
内置的智能优化算法和虚拟仿真分析平台对
FMS
现场工艺布局进行仿真优化分析
，
产生可
布局优化分析数据(设备排列顺序
、
设备布局
间隔)
、
工艺优化分析数据(工序配置
、
工艺
流程优化)等,根据专家系统推理确立新的
FMS
工艺布局设计项目是否满足优化指标要求
。
由
于目前无法采集大量方案设计数据进行排序训
练
，
故该专家智能算法的应用还需做进一步的
验证
，
本文提出此种推荐机制并将在后续研究
中进行智能应用
。
设计流程如图
7
所示
。
图
7
基于实例和内容排序推理的
专家知识系统设计流程
3
设计实例
3.1
运行环境和数据库设计
该系统选择在
Windows
10操作系统下进
行开发
，
以
SQL
2012
为数据库开发平台
、
Visual
-
34
-
机械
2020
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12
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Studio
2015
为系统集成开发环境
、
C#
为系统主
开发语言以及
C/S
架构为系统开发架构
。
通常的概念模型设计有实体-联系法
（
Entity-Relation
，
E-R
）
、
面向对象模型法
、
扩充实体-联系法等
，
本文采用数据库设计中
常用的
E-R
模型来描述柔性制造单元仿真设计
元等
）
、
刀具
、
辅具
、
工件现场工艺
、
工艺布
局实例等
；
实体集中每个实体元素又各自拥有
自己的相关属性
，
比如机床设备包含机床设别
名称
、
机床设备厂内编号
、
机床的尺寸型式
、
工作台规格参数
、
XTZ
三轴移动行程
、
主轴功
能参数等
；
实体间的联系实际上便是该系统进
行
FMS
工艺资源设计的过程
，
在此过程中将有
着各自属性的实体元素通过管理联系
、
匹配联
系
、
生成联系
、
使用联系等实体的联系融入到
设计结果中
，
展现方式为输出存储的各类型文
系统数据库的概念模型
，
在
E-R
模型中实体集
（
Entity
Set
）
、
实体属性
（
Entity
Attribute
）
、
实体联系
（
Entity
Relation
）
分别用矩形
、
椭圆
和菱形框对应表示
。
实体联系中三种联系形式
为
：
一对一
、
一对多
、
多对多
。
以本文柔性制造系统工艺资源管理与仿真
设计为例
，
经过上文论述可确定相关实体集中
包含用户信息
、
主要功能单元设备
（
各型机床
、
件形式
。
因为
FMS
设计单元多样
、
实体组成复
杂且各属性也相对繁复
，
因此先对各单一实体
的实体关联属性进行整理
，
使得
FMS
整体设计
过程中
E-R
模型更加简明易懂
。
一些典型的
FMS
属性数据库结构设计如图
8
所示
。
自动物流运输工具
、
上下料单元
、
立式仓储单
机床
（
a
）
机床信息
物流运输
（
b
）
物流运输信息
加工工艺
@用刀具编号
）
（
工艺时长
）
（
加工质量
（
X艺特征描述
（
c
）
加工工艺信息
设计实例
（
设计编号
）
（
工件信息
）（
机床信息
）
（
物流运输
（
布局分析
）
（
物流分析
）
（
工艺分析
（
d）
设计实例信息
图
8
E-R
图
3.2
运行实例
针对企业某一
FMS
设计项目
，
按照加工任
区等区域
，
如图
9
所示
；
菜单栏为
FMS
设计系
统的功能选择区
，
包括了文件
、
基本信息管理
、
模板管理
、
数据库管理等
；
虚拟仿真设计功能
务和生产车间布局现状
，
初步拟定为双排线性
布置方案
，
单排设备工位为
5
个
，
还配置有两
区分为初步布局方案设计
、
加工方案配置
、
物
个存储单元
。
现对系统功能做简要论述
。
（
1
）
设计系统主界面主要由菜单栏和功能
料运输与物料库配置
、
仿真布局确定
、
模型驱
动
、
生产节拍控制以及主要刀具管理等
。
2020
年第
12
期
第
47
卷
机械
・35
・
(
2
)
加工方案配置如图
10
所示
，
根据初
步布局设计的参数信息确定加工设
备
列数
，
列
数确定为
2
,
每列设备数量根据合同提供的加
工任务指标确定为
5
；
然后通过添
加
加工设备
编号
、
加工设备类型
、
加工设备型号
进行初步
配置
，
配置情况在下方对话框中初
步
显示
，
展
示了从
M1
工位到
M10
工位的机
床
基本类型
。
4
FMSSJWS
■册磁
-
□
X
初步布
B
方累设计加工方索生
F
节拍控创曲布症樓瞰动
初步布局方案设计
方案设计区
0
・貯對
1
布
1*
O
咖雄布
•
□有无刀鼻岸
□育无脸贻
□育无n
洗机
□育无上下科台
□
□育无总
I?
台
保存布此
图
9
设计系统主界面
图
10
加工方案配置界面
(
3
)
进入设备布局方案选择
显
示界面
，
如
图
11
所示
。
选择区包含了双排产线布置及一条
物流通道
，
设计人员可在此区域里
进
行加工设
备的初始布局设计和设备参数配置
；
显示区则
显示经过配置后后各工位的主要参数
信息
，
其
余相关属性则转化为符合系统数据
库
表达方式
的专家知识系统结构进而进行优化
方
案推荐
。
(
4
)
系统进入方案确定流程
，
经过基于实
例-排序的专家系统推荐
，
输出若
干
种排序结
果较好的方案
，
显示在布局优化方
案
推荐界面
中
，
系统智能选择出其中的最优布
局
方案
，该
最优布局方案是由
Plant
Simulation
软件仿真优
化后得到并存储到系统专家知识库中
；
并根据
此方案显示出优化后的布置模板预览
。
最优布
置方案如图
12
所示
。
布局
布
局
专家
优化
设备布局方案选择
方案
配
置
智能
方案
设置
文
件
优化
预览
上料设备选择
M1
选择
M2
选择M
3
选择
M4
选择
物流方式选择
下料设备选择
M5
选择
M6
选择M
7
选择
M8
选择
图
11
设备布局方案选择显示界面
仓储区
1
数控车床数控铳床
数控铳床
I
上
料
|加工中心
A1
B1
A1
设
备
W1
物流通道物流通道
物流通道物流
通
道物流通道
数控车床数控铳床
数控铳床
I
下
料
|加工中心
A2
B2
A2
设
备
W2
仓储区
2
图
12
专家系统推荐布局优化方案模板
4
结语
本文在对企业柔性生产车间仔细调研的基
础上
，
设计了
FMS
虚拟仿真设计系统的总体架
构并完成了其数据库设计和软件开发
，
确定了
该系统开发的总体环境
，
最后完成了在
.NET
框
架下
，
采用
C#
语言和
SQL
Server
数据库的虚拟
仿真设计系统的相关代码程序的设计和编写
；
在智能化内容的专家系统推荐方面
，
与系统整
体功能集成融合度还不是很高
，
一部分内容还
停留在理论模型阶段
，
所以使得系统实例应用
存在一定的片面性
，
未来如何提升系统的智能
化
、
数字化
、
集成性仍是重要的探究方向
。
本
文虽引入了系统虚拟仿真设计的概念
，
但在实
际运用过程中
，
系统应用程序与仿真平台的集
成即仿真系统的二次开发还存在明显不足
，
使
得系统智能化还存在明显欠缺
，
这在系统
2.0
开发中还需继续深入研究
。
(下转第
73
页)
2020
年第
12
期
第
47
卷
机械
-
73
-
提高至
2.9
dB
o
图
10
补偿前和补偿后的消声量
变化趋势与图
8
中的理论值相近
，
两者的差异
是由传递函数模型的误差导致的
。
综上所述
，
MaBnahmen
zur
Larmbekampfung
und
Raumakustik,
Teil
1
:
Uberblick,
Passive
Absorber[J].
Bauphysik
，
2002
，
24(
2
)
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102-113.
[2]
韩善灵
，
朱平
，
林忠钦
.
主动噪声控制技术及其在车内噪声控
图
9
所示的电路能够实现按照图
5
所示程序设
制中的应用
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31
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6
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5
)
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5-10.
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，
提高消声器管道
下游的消声性能
。
[4]
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，
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K
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Brandstatt
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Design
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lean
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23rd
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结论
本文基于一种主动共振式消声器
，
分析了
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并在此基础上探讨了自激啸叫
、
消声性能等技术难点
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&
Business
Media
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2012.
[7]
Busse
T.
Anwendung
aktiver
Schalldampfer
an
einer
性能
，
采用相位滞后补偿环节对控制回路进行
改进
，
并制定了相应程序确定补偿环节的相关
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Bachelorarbeit
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Lehrstuhl
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Bauphysik
，
Universitat
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，
2016.
[8]
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：
Concepts,
absorbers
，
and
silencers
参数
。
根据计算结果
，
设计了滤波器电路并进
行仿真
。
补偿后消声量的仿真值与理论值相近
，
for
acoustical
comfort
and
noise
control:
Alternative
solutions-
Innovative
tools-Practical
examples
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Springer
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Business
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[9]
胡寿松
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北京
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科学出版社
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2008.
且消声性能明显改善
。
综上所述
，
利用本文提
出的相位滞后补偿方案
，
能够通过向回路中添
加一个一阶电路
，
大幅提高系统的平均消声量
，
[10]
李伟龙
，
王振宏,孙丰
.
阻抗复合型消音装置的设计
[J].
机械
，
并使自激啸叫得到有效控制
。
该方案同样适用
于其他传声器布置方式(如位于扬声器下游
)
。
2013
，
40
(
10
)
：
62-66.
[11]
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N
H
，
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A
Y
K
，
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P
Y
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Innovatorium
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(
上接第
35
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杨一鸣
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汪贵平
.
面向对象的无人车电源故障检测专家系统设
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