基于知识的甘蔗收获机械智能设计知识发现系统的研究

论文摘要

本文研究的知识发现系统是基于知识的甘蔗收获机械智能设计系统的重要组成部分之一。针对甘蔗收获机械的开发过程中知识匮乏、共享性差等问题，并结合甘蔗收获机械的知识具有模糊性、层次性、耦合性等特点，研究基于双库（基础数据库和基础知识库）协同机制的知识发现系统，以便于对甘蔗收获机械设计过程中的数据进行总结、概念描述、分类、聚类、相关性分析、偏差分析和建模等，为甘蔗收获机的智能设计提供知识支持，缩短甘蔗收获机械产品开发周期，提高产品的设计质量。论文根据甘蔗收获机械数据的特点，应用Prim最大树的聚类方法和“3δ”规则，采用T-SQL语言编程对真实数据库中的数据进行选取、预处理和离散等数据准备操作，形成挖掘数据库；根据关联规则的形式定义引入充分性因子，并运用改进遗传算子的遗传算法对挖掘数据库进行关联规则挖掘；通过分析甘蔗收获机械知识的群体型模糊信息和非完备知识样本空间，针对不同的评价指标，提出三度评价和基于信息扩散原理的自动评价方法，实现对知识的自动评价；对于评价的知识，中断KDD过程，启动双库协同机制，进一步改善所提取的知识；针对提取出的知识，构建关系型的动态存储知识库，实现可理解的动态知识浏览。根据以上核心模块的分析，以Visual C++为开发工具，实现数据准备、数据挖掘和知识评价管理模块，并针对甘蔗收获机械的数据库进行人工知识获取和半自动知识获取，从而构建出基于知识的甘蔗收获机械智能设计完整的知识发现系统。开发适合甘蔗收获机械数据库挖掘的知识发现系统，可以获取大量知识，解决概念设计过程中大量重复性工作，使设计师长期积累下来的设计经验得到最大限度的重用，从而提高甘蔗收获机械智能设计的效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 甘蔗收获机械智能设计系统研究的现状及意义
• 1.1.1 甘蔗收获机械研究现状
• 1.1.2 智能设计系统概述
• 1.1.3 研究基于知识的甘蔗收获机械智能设计系统的意义
• 1.2 知识发现系统研究综述
• 1.2.1 知识发现系统研究现状
• 1.2.2 支持知识发现系统的技术基础
• 1.2.3 知识发现过程
• 1.3 本文研究内容及意义
• 第2章 甘蔗收获机械智能设计系统的总体结构
• 2.1 甘蔗收获机械智能设计系统总体结构
• 2.2 甘蔗收获机械知识库系统总体结构
• 2.2.1 甘蔗收获机械知识的特点
• 2.2.2 甘蔗收获机械知识表示
• 2.2.3 知识库系统结构
• 2.3 甘蔗收获机械知识发现系统总体结构
• 2.4 小结
• 第3章 基于SQL的数据清理
• 3.1 关系数据库知识发现查询语言
• 3.2 模糊聚类分析
• 3.3 基于SQL的数据清理
• 3.3.1 噪声和孤立点的检测及其SQL实现
• 3.3.2 缺失值、噪声和孤立点的处理及其SQL实现
• 3.4 数据清理实例
• 3.5 小结
• 第4章 遗传算法在甘蔗收获机械知识发现系统中的应用
• 4.1 遗传算法的基本理论
• 4.1.1 遗传算法的特点
• 4.1.2 基本遗传算法
• 4.2 改进遗传算法在知识发现系统中的应用
• 4.2.1 关联规则形式及其扩充定义
• 4.2.2 遗传算子的改进
• 4.2.3 改进遗传算法在知识发现系统中的应用实例
• 4.3 小结
• 第5章 甘蔗收获机械关联规则自动评价系统
• 5.1 知识评价与KDD的结合方式
• 5.2 关联规则三度评价方法
• 5.3 基于信息扩散原理的关联规则自动评价方法
• 5.3.1 模糊性分析
• 5.3.2 信息扩散原理
• 5.3.3 规则强度分析
• 5.3.4 求解控制点概率
• 5.3.5 实例运行
• 5.4 小结
• 第6章 甘蔗收获机械知识发现系统的开发与应用
• 6.1 知识发现系统简介
• 6.2 人工知识获取模块
• 6.2.1 领域专家知识提取模块
• 6.2.2 知识存储模块
• 6.3 半自动知识获取模块
• 6.3.1 SHKDS数据选取模块
• 6.3.2 SHKDS聚焦模块
• 6.3.3 SHKDS数据预处理模块
• 6.3.4 SHKDS数据挖掘模块
• 6.3.5 SHKDS知识评价模块
• 6.3.6 SHKDS双库协同模块
• 6.3.7 SHKDS知识管理模块
• 6.4 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文