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数控机床热误差时间序列模型预测稳健性的提升
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG659[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽合肥230009
  • 相关基金:国家自然科学基金重大资助项目(No.51490660,No.51490661);国家自然科学基金资助项目(No.51175142)
中文摘要:

针对数控机床热误差建模应用的时间序列算法受严重多重共线性的影响存在预测稳健性不足的问题,提出一种提升时间序列预测稳健性的方法。该方法将时间序列算法与能够抑制多重共线性的建模算法相结合,从而既可通过在模型中加入温度滞后值来提供更全面的温度信息,又可对温度滞后值引入的更为严重的多重共线性进行处理。文中以时间序列算法中的分布滞后(DL)算法、共线性抑制算法中的主成分回归(PCR)算法为例,采用主成分分布滞后(PCDL)算法建立了机床热误差补偿模型,并将其与DL算法的预测精度和稳健性进行了比较。结果显示,PCDL算法因为抑制了多重共线性的影响,其模型预测精度和稳健性远优于DL模型,预测精度提升了约9μm。本文所述方法可为时间序列数据建模在不同领域内的应用提供参考。

英文摘要:

When the time series algorithm is used to establish a thermal error compensation model for a Computer Numerical Controlled(CNC)Machine,it shows a shortcoming of forecasting robustness caused by the severe multiple collinearity.This paper proposes a method for improving the forecasting robustness of the time series algorithm.This algorithm combines the time series algorithm with the modeling algorithms which are able to suppress multiple collinearity.Thus,it not only provides more comprehensive temperature information by adding the temperature lag values in the thermal error model,but also deals with the severe multiple collinearity brought by the added temperature lag values.The Distribution Lag(DL)algorithm that belongs to time series algorithms and Principal Component Regression(PCR)algorithm that can suppress the multiple collinearity are selected as the examples,and a modeling method for establishing the thermal error compensation model of the machine tool is proposed by the Principal Component Distribution Lag(PCDL)algorithm.The forecasting ac-curacy and robustness of PCDL algorithm are compared with that of DL algorithm.The results show that the PCDL algorithm suppress the impact of multiple collinearity,so,its model′s forecasting accuracy and robustness are far better than that of DL model,and the forecasting accuracy is improved about 9μm.The proposed method provides a good reference for the application of time series data modeling in different fields.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699