發(fā)布時間：2017-11-02 23:21

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜產(chǎn)品中的管路自動布局與優(yōu)化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 管路布局設(shè)計(jì) 路徑規(guī)劃 管路序列優(yōu)化 A~*算法 螢火蟲算法

【摘要】：管路在航空、航天、汽車和船舶等領(lǐng)域大量存在,管路的布局設(shè)計(jì)是機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)工作中的重要環(huán)節(jié)之一。針對當(dāng)前工程中管路布局設(shè)計(jì)主要采用人機(jī)交互式布局的方法導(dǎo)致的布局效率低下、過于依賴經(jīng)驗(yàn)等問題,本論文以航空航天等復(fù)雜管路系統(tǒng)為具體對象,對面向復(fù)雜產(chǎn)品的管路自動布局與優(yōu)化的相關(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)品管路布局的特點(diǎn)與難點(diǎn),介紹了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,并總結(jié)分析了現(xiàn)有的管路自動布局與優(yōu)化方法的優(yōu)缺點(diǎn),最后指出了本論文的研究意義。(2)根據(jù)工程中管路系統(tǒng)的數(shù)字化表達(dá)需求,闡述了管路數(shù)字化模型的組成和建模方法。在此基礎(chǔ)上分析了管路自動布局與優(yōu)化的技術(shù)體系,并對管路布局設(shè)計(jì)中的工程約束進(jìn)行了總結(jié),最后指出了管路自動布局與優(yōu)化的總體業(yè)務(wù)流程。(3)研究了單管路自動布局與路徑優(yōu)化技術(shù)。綜述了路徑搜索算法,分析了各類算法的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出了基于改進(jìn)A*算法的單管路自動布局與優(yōu)化方法,包括基于方向引導(dǎo)的啟發(fā)式函數(shù)和多約束條件下的改進(jìn)策略進(jìn)行路徑搜索,以及基于二分思想和面向可制造約束的優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)路徑的優(yōu)化,最后通過算例驗(yàn)證了該算法可行性。(4)研究了多管路組成的管路系統(tǒng)布局序列優(yōu)化技術(shù)。分析了管路系統(tǒng)布局序列的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件,建立了管路系統(tǒng)布局序列的優(yōu)化模型,在此基礎(chǔ)上提出了基于螢火蟲算法的管路系統(tǒng)布局序列優(yōu)化算法,通過對算法的離散化使之適用于序列優(yōu)化問題的求解,同時通過對算法尋優(yōu)機(jī)制的改進(jìn),有效地提高了算法的求解效率,最后通過實(shí)例驗(yàn)證了該算法的可行性和高效性。(5)基于以上成果,設(shè)計(jì)并開發(fā)了管路自動布局與優(yōu)化原型系統(tǒng),介紹了軟件系統(tǒng)的開發(fā)背景、體系結(jié)構(gòu)、功能模塊、設(shè)計(jì)框架、實(shí)現(xiàn)方法和運(yùn)行實(shí)例,并結(jié)合實(shí)例對對論文提出的相關(guān)理論與方法進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。最后,對全文進(jìn)行了總結(jié),并對相關(guān)研究工作和技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：管路布局設(shè)計(jì) 路徑規(guī)劃 管路序列優(yōu)化 A~*算法 螢火蟲算法
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 人機(jī)交互式管路布局11-12
• 1.2.2 管路自動布局技術(shù)12-16
• 1.2.3 多根管路布局優(yōu)化技術(shù)16-18
• 1.2.4 存在的問題18-19
• 1.3 課題來源與研究意義19
• 1.3.1 課題來源19
• 1.3.2 研究意義19
• 1.4 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)19-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第2章 管路數(shù)字化建模與自動布局優(yōu)化技術(shù)22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 管路數(shù)字化模型22-26
• 2.2.1 管路數(shù)字化模型組成23-25
• 2.2.2 管路數(shù)字化建模過程25-26
• 2.3 管路自動布局與優(yōu)化技術(shù)系統(tǒng)框架26-31
• 2.3.1 管路自動布局與優(yōu)化技術(shù)體系27
• 2.3.2 管路自動布局與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)27-30
• 2.3.3 管路自動布局與優(yōu)化業(yè)務(wù)流程30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于改進(jìn)A~*算法的單管路自動布局與路徑優(yōu)化32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 路徑搜索算法32-38
• 3.2.1 基于自由空間幾何構(gòu)造的搜索算法33-36
• 3.2.2 基于采樣的路徑搜索算法36-37
• 3.2.3 智能算法37-38
• 3.3 管路自動布局中的改進(jìn)A~*算法38-44
• 3.3.1 管路布局空間柵格化模型38-39
• 3.3.2 基于方向引導(dǎo)的啟發(fā)式函數(shù)39-41
• 3.3.3 多約束條件下的改進(jìn)方法41-44
• 3.4 路徑優(yōu)化方法44-47
• 3.4.1 路徑節(jié)點(diǎn)的篩選44-45
• 3.4.2 面向可制造約束的路徑優(yōu)化45-47
• 3.5 算例與分析47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于MFA算法的管路系統(tǒng)布局序列優(yōu)化50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 管路系統(tǒng)布局序列優(yōu)化數(shù)學(xué)模型50-52
• 4.2.1 優(yōu)化目標(biāo)50-51
• 4.2.2 約束條件51-52
• 4.3 螢火蟲算法52-54
• 4.3.1 基本螢火蟲算法52-53
• 4.3.2 螢火蟲算法的離散化53-54
• 4.4 管路系統(tǒng)布局序列優(yōu)化中的離散螢火蟲算法54-59
• 4.4.1 種群的初始化與適應(yīng)度評估54-55
• 4.4.2 含免疫記憶的路徑規(guī)劃算法55-56
• 4.4.3 混合種群的迭代更新策略56-57
• 4.4.4 精英解集的更新57-59
• 4.5 算法性能分析59-63
• 4.5.1 效率分析59-62
• 4.5.2 仿真分析62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第5章 系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)例驗(yàn)證64-78
• 5.1 引言64
• 5.2 系統(tǒng)概述64-65
• 5.2.1 系統(tǒng)開發(fā)的總體目標(biāo)64
• 5.2.2 系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境64-65
• 5.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)65-69
• 5.3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)65-66
• 5.3.2 系統(tǒng)功能模塊66-67
• 5.3.3 整體框架設(shè)計(jì)67-68
• 5.3.4 面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)68-69
• 5.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)例驗(yàn)證69-76
• 5.4.1 系統(tǒng)基本界面70
• 5.4.2 管路自動布局與優(yōu)化70-76
• 5.5 本章小結(jié)76-78
• 第6章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 全文總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1133626