發(fā)布時(shí)間：2017-10-19 07:16

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜產(chǎn)品中的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)技術(shù)研究

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【摘要】：線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)是復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)中一項(xiàng)繁雜而耗時(shí)的工作。隨著航天、航空等復(fù)雜產(chǎn)品向信息化、小型化、輕量化、精密化和光、機(jī)、電一體化方向的發(fā)展,采用計(jì)算機(jī)輔助線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。相比于單根線(xiàn)纜的自動(dòng)布局設(shè)計(jì),分支線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)更加復(fù)雜,本論文以航天復(fù)雜產(chǎn)品為具體對(duì)象,對(duì)分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)的相關(guān)理論、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究。論文的主要研究工作概括如下:(1)分析了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品中線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,總結(jié)了現(xiàn)有研究成果中分支管線(xiàn)自動(dòng)布局設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn),分析了存在的問(wèn)題,最后指出了論文的項(xiàng)目來(lái)源和研究意義。(2)對(duì)分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了分析,介紹了分支線(xiàn)纜線(xiàn)束模型,總結(jié)了分支線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)中的約束,并提出了虛擬環(huán)境下分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)的總體技術(shù)流程,最后介紹了兩種常用的路徑規(guī)劃算法。(3)針對(duì)分支線(xiàn)纜路徑規(guī)劃的特點(diǎn),提出了一種基于最小斯坦納生成樹(shù)和改進(jìn)的隨機(jī)路徑圖算法的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)方法。該方法首先采用最小斯坦納生成樹(shù)算法求解帶有約束的斯坦納點(diǎn)確定分支線(xiàn)纜分支點(diǎn)的位置;然后以基本PRM算法為基礎(chǔ),采用低離散度以及基于障礙物的混合采樣策略構(gòu)建一幅覆蓋全空間障礙物表面的路徑圖,再利用A*算法搜索各線(xiàn)纜段的最短路徑;最后通實(shí)例驗(yàn)證了算法可行性。(4)針對(duì)分支線(xiàn)纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了一種基于協(xié)同進(jìn)化算法的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)方法。該方法首先基于線(xiàn)纜的線(xiàn)束模型信息將分支線(xiàn)纜分解為多個(gè)一對(duì)一的單根線(xiàn)纜,每個(gè)單獨(dú)的線(xiàn)纜代表一個(gè)種群;在此基礎(chǔ)上采用改進(jìn)的快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)算法求解單根線(xiàn)纜的路徑,然后基于協(xié)同進(jìn)化的思想對(duì)分支線(xiàn)纜的分支點(diǎn)進(jìn)行尋優(yōu),通過(guò)種群間相互影響適應(yīng)度的評(píng)價(jià)使得分支線(xiàn)纜的布局結(jié)果達(dá)到最優(yōu);最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了算法可行性。(5)作為上述各項(xiàng)研究成果的工程實(shí)踐和驗(yàn)證,自主設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)。介紹了軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)背景、體系結(jié)構(gòu)、功能模塊、接口規(guī)范、實(shí)現(xiàn)方法和運(yùn)行實(shí)例,并結(jié)合實(shí)例對(duì)提出的方法和技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,對(duì)全文進(jìn)行總結(jié),并對(duì)相關(guān)研究工作的后續(xù)發(fā)展進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：分支線(xiàn)纜 自動(dòng)布局設(shè)計(jì) 路徑規(guī)劃 最小斯坦納生成樹(shù) 隨機(jī)路徑圖算法 協(xié)同進(jìn)化算法 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)算法
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)技術(shù)12-16
• 1.2.2 分支線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)技術(shù)16-19
• 1.2.3 線(xiàn)纜布局設(shè)計(jì)的商品化軟件分析19
• 1.2.4 存在的問(wèn)題19-20
• 1.3 項(xiàng)目來(lái)源及研究意義20-21
• 1.3.1 項(xiàng)目來(lái)源20
• 1.3.2 研究意義20-21
• 1.4 論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排21-23
• 第二章 分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)問(wèn)題分析23-40
• 2.1 引言23
• 2.2 分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)問(wèn)題描述23-27
• 2.2.1 分支線(xiàn)纜路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)描述23-24
• 2.2.2 分支線(xiàn)纜線(xiàn)束模型24-26
• 2.2.3 分支線(xiàn)纜布局約束26
• 2.2.4 總體技術(shù)流程26-27
• 2.3 基于采樣的路徑規(guī)劃算法27-39
• 2.3.1 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)算法27-34
• 2.3.2 隨機(jī)路徑圖算法34-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 基于SMT和LDOB-PRM算法的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)40-54
• 3.1 引言40
• 3.2 基于SMT算法的分支線(xiàn)纜分支點(diǎn)確定40-43
• 3.2.1 最小斯坦納生成樹(shù)簡(jiǎn)介40-41
• 3.2.2 分支點(diǎn)位置確定41-43
• 3.3 基于LDOB-PRM算法的分支線(xiàn)纜布局路徑求解43-52
• 3.3.1 LDOB-PRM的路徑圖構(gòu)建44-49
• 3.3.2 路徑搜索49
• 3.3.3 LDOB-PRM算法分析49-52
• 3.4 算例分析與驗(yàn)證52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于協(xié)同進(jìn)化算法的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)54-67
• 4.1 引言54
• 4.2 協(xié)同進(jìn)化算法概述54-56
• 4.3 基于協(xié)同進(jìn)化算法的分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)方法56-63
• 4.3.1 基于線(xiàn)束模型信息的分支線(xiàn)纜分解57
• 4.3.2 基于改進(jìn)RRT算法的單根線(xiàn)纜路徑求解57-59
• 4.3.3 基于協(xié)同進(jìn)化算法的分支點(diǎn)尋優(yōu)59-63
• 4.4 算例分析與驗(yàn)證63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及實(shí)例驗(yàn)證67-81
• 5.1 引言67
• 5.2 系統(tǒng)概述67-68
• 5.2.1 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境67-68
• 5.2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的總體目標(biāo)68
• 5.3 系統(tǒng)分析68-71
• 5.3.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析68-69
• 5.3.2 系統(tǒng)功能模塊69-70
• 5.3.3 系統(tǒng)體系架構(gòu)70-71
• 5.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)71-73
• 5.4.1 整體框架設(shè)計(jì)71-72
• 5.4.2 算法模塊設(shè)計(jì)72-73
• 5.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例驗(yàn)證73-80
• 5.5.1 系統(tǒng)基本界面73-74
• 5.5.2 分支線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)74-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 總結(jié)81-82
• 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單88-89
• 致謝89

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1 王成山,王賽一;基于空間GIS的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃 (二)多分段多聯(lián)絡(luò)接線(xiàn)模式的自動(dòng)布局[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2004年06期

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6 蔡瑾;三維自動(dòng)布局系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];河北工業(yè)大學(xué);2003年

7 劉瀟;復(fù)雜產(chǎn)品中的線(xiàn)纜自動(dòng)布局設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：1059747