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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:江家榕
研究生(外文):JIANG, JIA-RONG
論文名稱:建構主軸軸承系統自然頻率預測模型
論文名稱(外文):Developing a Natural Frequency Prediction Model of Spindle Bearing Systems
指導教授:林棋瑋
指導教授(外文):LIN, CHI-WEI
口試委員:王逸琦莊文傑
口試委員(外文):WANG, YI-CHIJUANG, WEN-JIE
口試日期:2020-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:工業工程與系統管理學系
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:30
中文關鍵詞:主軸軸承人工智能機器學習自然頻率
外文關鍵詞:spindle bearing systemartificial intelligencemachine learningnatural frequency
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由於現代科技發展快速,傳統使用有限元素法(Finite Element Method,FEM)求取主軸軸承系統自然頻率相當的耗時與耗力,目前少有研究運用人工智能(Artificial Intelligence,AI)系統探討自然頻率這方面的問題。因此本研究擬建立一套人工智能系統,系統本身以機器學習中的迴歸為基本架構,運用Matlab建立神經網路系統,將設計變數輸入,透過神經網路訓練,最後獲得自然頻率值。並利用Matlab建構有限元素法模型,求出自然頻率值,兩者加以作比較,來驗證人工智能系統的準確性。
本研究先使用統計的迴歸探討六種軸承組組合中,整體設計變數與自然頻率的關係為何,接著再使用兩種迴歸模型為線性迴歸、高斯過程迴歸,並將資料75%作為訓練資料,其餘當作驗證資料,探討兩種迴歸模型的預測準確度。

As technology develops, it is time-consuming to measure natural frequency of the spindle bearing system with finite element method (FEM). Currently, there are few research in measuring natural frequency with artificial intelligence (AI). The purpose of this research is to establish an AI system which framework is regression analysis for machine learning. We build a neural network system by using Matlab, input related parameters, and get natural frequency as output through neural network training. We also calculate the frequency with FEM by the same software.
This study first uses statistical regression to explore the relationship between the overall design variables and natural frequencies in the six bearing group combinations, and then uses two regression models as linear regression and Gaussian process regres-sion. A total of 75% is used as training data, and the rest are considered verify the da-ta and discuss the prediction accuracy of the two regression models.

目 錄

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究流程 2
第二章 文獻探討 4
2.1 主軸軸承系統自然頻率 4
2.2 機器學習 4
2.3 交叉驗證 5
第三章 研究方法 6
3.1 研究步驟 6
3.2 迴歸模型 6
3.3 有限元素法動態模型 7
3.4 參數設定 9
3.5 K等分交叉驗證 9
3.6 數據轉換 10
第四章 研究結果與分析 12
4.1 數據來源 15
4.2 軸承組整體設計變數與自然頻率關係 16
4.3 線性迴歸預測模型 16
4.4 高斯過程迴歸預測模型 20
4.5 結果分析與比較 24
第五章 結論 25
參考文獻 26
附錄 28
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