用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)輕板隔墻隔聲性能的研究.pdf

1、龍骨和薄板組成的各類墻體(簡(jiǎn)稱輕板隔墻)，在建筑中有廣泛應(yīng)用。由于影響輕板隔墻隔聲的因素眾多，且各因素之間關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)理論在解決輕板隔墻隔聲方面存在局限性。因此在工程設(shè)計(jì)中，還沒有簡(jiǎn)易的預(yù)計(jì)方法。輕板隔墻在實(shí)際應(yīng)用中，常因墻體構(gòu)造或材料搭配每有一些變動(dòng)，一般只得通過試驗(yàn)室的隔聲測(cè)量來獲得它們的實(shí)際隔聲效果。因?yàn)檫@種變動(dòng)即使不大，也很難估計(jì)其對(duì)實(shí)際隔聲量的影響，近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)在工程技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增多。它對(duì)

2、非線性多變量(對(duì)各因素相互關(guān)系的考慮)問題具有較好處理能力。為此，我們擬將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一新方法應(yīng)用于墻體隔聲性能的預(yù)計(jì)，即通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近直接測(cè)量變量和待測(cè)變量間的映射關(guān)系，以求對(duì)一些墻體構(gòu)造組合條件下的隔聲性能進(jìn)行預(yù)計(jì)，為工程應(yīng)用帶來方便。同時(shí)，也可由設(shè)定的隔聲量要求，對(duì)墻體的構(gòu)造和材料的搭配，提供設(shè)計(jì)選擇參考。本文以現(xiàn)有輕板隔墻隔聲研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，用誤差反向傳播算法和遺傳算法，建立起輕板隔墻的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)模型

3、，為隔聲性能的預(yù)計(jì)和墻體的設(shè)計(jì)提供一種新的簡(jiǎn)便方法。本研究工作重點(diǎn)考慮了下列幾個(gè)方面：(一)影響輕板隔墻隔聲因素的分析及網(wǎng)絡(luò)輸入變量的確定 通過對(duì)影響墻體隔聲性能諸 多因素的分析，確定了11個(gè)參量的因素集。采用相關(guān)分析方法及主成份分分析等統(tǒng)計(jì) 分析方法，合理選定了多個(gè)影響因素集作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量(一般取6個(gè))。(二)數(shù)據(jù)的整理、分析與處理 通過對(duì)所收集的國(guó)內(nèi)外大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，試圖發(fā)現(xiàn)數(shù) 據(jù)之間的規(guī)律

4、，并對(duì)一些類型變量進(jìn)行了賦值。對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了分布檢驗(yàn)和變換處 理，比較好地解決了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中的訓(xùn)練樣本問題?？紤]到不同試驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果存在著 一定的差異，進(jìn)一步對(duì)影響隔聲量的阻尼特性和不同試驗(yàn)室構(gòu)造和側(cè)向傳聲方面的差 異等因素進(jìn)行了分析，提出采用“綜合變量”來解決所存在的這類矛盾問題，使得神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同墻體隔聲預(yù)計(jì)能夠很好結(jié)合起來。(三)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的確定、各層節(jié)點(diǎn)數(shù)及其激活函數(shù)的類型選擇，以

5、 及訓(xùn)練初始參數(shù)的選取和權(quán)值的訓(xùn)練方法等，決定網(wǎng)絡(luò)是否合理，可靠。因?yàn)椴缓侠?的賦值會(huì)導(dǎo)致過度吻合等缺陷。對(duì)此進(jìn)行大量分析討論后，將輸入變量進(jìn)行了合理的 組合，設(shè)計(jì)并訓(xùn)練完成了多種網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。最后確定了一些性能優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)，作為 輕板隔墻隔聲性能的預(yù)測(cè)模型。(四)基于不同算法的網(wǎng)絡(luò)研究 通過引入優(yōu)化理論中的多目標(biāo)優(yōu)化概念，提出了基于遺傳 算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法。該方法通過繼承原先網(wǎng)絡(luò)的部分特性，解決了神