船舶三維管路智能布局優(yōu)化算法
發(fā)布時(shí)間:2021-07-13 14:50
針對(duì)船舶在三維環(huán)境下管路布局約束多,工程規(guī)則難以量化,難以確定合適的優(yōu)化評(píng)價(jià)函數(shù)等問(wèn)題,提出一種新的船舶管路自動(dòng)布局方法。首先,采用軸平行包圍盒法(AABB)對(duì)船體和船內(nèi)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)化,將其離散成空間節(jié)點(diǎn)并賦予初始信息素和能量值,對(duì)空間障礙物進(jìn)行標(biāo)記,并對(duì)主要的敷管規(guī)則給出了具體的量化形式;其次,將快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)(RRT)算法和蟻群優(yōu)化(ACO)算法進(jìn)行結(jié)合,引入方向選擇策略、避障策略和變步長(zhǎng)策略,提升了算法搜索效率和成功率,通過(guò)建立優(yōu)化評(píng)價(jià)函數(shù),利用ACO對(duì)路徑進(jìn)行循環(huán)迭代優(yōu)化,以期得到滿(mǎn)足工程規(guī)則的綜合最優(yōu)解;最后,采用計(jì)算機(jī)模擬的船艙空間布局環(huán)境進(jìn)行管路自動(dòng)敷設(shè)仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所提方法的有效性和實(shí)用性。
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(07)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
管路布局空間
其中: 為可選方向節(jié)點(diǎn)信息素濃度的總和,pheromone(i)為每個(gè)方向上各節(jié)點(diǎn)的信息素濃度,根據(jù)概率Pi的大小來(lái)進(jìn)行方向的選擇,概率Pi較大的被優(yōu)先選擇。2.1.2 避障策略
第二步當(dāng)新生成的節(jié)點(diǎn)不在障礙物內(nèi)時(shí),此時(shí)就需要判斷新生成的節(jié)點(diǎn)的連線(xiàn)是否穿過(guò)障礙物,將節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)進(jìn)行柵格化離散,然后判斷連線(xiàn)上的點(diǎn)是否在障礙物內(nèi):若不存在,則新生成節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)足要求,可加入隨機(jī)樹(shù)中;若存在節(jié)點(diǎn)在障礙物內(nèi),則認(rèn)為新生成路徑與障礙物發(fā)生干涉,此次生長(zhǎng)失敗,返回重新選擇下一節(jié)點(diǎn)。2.1.3 變步長(zhǎng)策略
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MOPSO的航空發(fā)動(dòng)機(jī)分支管路多目標(biāo)布局優(yōu)化[J]. 柳強(qiáng),毛莉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(19)
[2]基于迷宮算法和遺傳算法的船舶管路路徑規(guī)劃[J]. 隋海騰,牛文鐵. 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]基于改進(jìn)A*算法的管路自動(dòng)布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法[J]. 吳宏超,劉檢華,唐承統(tǒng),徐聯(lián)杰,劉佳順. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2016(04)
[4]基于最短路徑快速算法的船舶管路自動(dòng)敷設(shè)方法[J]. 董宗然,林焰. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(12)
[5]基于粒子群和蟻群算法的船舶機(jī)艙規(guī)劃方法[J]. 姜文英,林焰,陳明,于雁云. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]多蟻群協(xié)進(jìn)化的船舶多管路并行布局優(yōu)化[J]. 范小寧,林焰,紀(jì)卓尚. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]船舶管路三維布局優(yōu)化的變長(zhǎng)度編碼遺傳算法[J]. 范小寧,林焰,紀(jì)卓尚. 中國(guó)造船. 2007(01)
[8]基于遺傳算法的管路智能敷設(shè)應(yīng)用研究[J]. 陳志英,樊江,蔡乓乓,王榮橋. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2006(08)
[9]航空發(fā)動(dòng)機(jī)外部管路自動(dòng)敷設(shè)研究[J]. 樊江,馬枚,楊曉光. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2003(07)
碩士論文
[1]基于改進(jìn)RRT的智能車(chē)路徑規(guī)劃[D]. 朱旻華.南京理工大學(xué) 2018
本文編號(hào):3282265
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(07)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
管路布局空間
其中: 為可選方向節(jié)點(diǎn)信息素濃度的總和,pheromone(i)為每個(gè)方向上各節(jié)點(diǎn)的信息素濃度,根據(jù)概率Pi的大小來(lái)進(jìn)行方向的選擇,概率Pi較大的被優(yōu)先選擇。2.1.2 避障策略
第二步當(dāng)新生成的節(jié)點(diǎn)不在障礙物內(nèi)時(shí),此時(shí)就需要判斷新生成的節(jié)點(diǎn)的連線(xiàn)是否穿過(guò)障礙物,將節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)進(jìn)行柵格化離散,然后判斷連線(xiàn)上的點(diǎn)是否在障礙物內(nèi):若不存在,則新生成節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)足要求,可加入隨機(jī)樹(shù)中;若存在節(jié)點(diǎn)在障礙物內(nèi),則認(rèn)為新生成路徑與障礙物發(fā)生干涉,此次生長(zhǎng)失敗,返回重新選擇下一節(jié)點(diǎn)。2.1.3 變步長(zhǎng)策略
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MOPSO的航空發(fā)動(dòng)機(jī)分支管路多目標(biāo)布局優(yōu)化[J]. 柳強(qiáng),毛莉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(19)
[2]基于迷宮算法和遺傳算法的船舶管路路徑規(guī)劃[J]. 隋海騰,牛文鐵. 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]基于改進(jìn)A*算法的管路自動(dòng)布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法[J]. 吳宏超,劉檢華,唐承統(tǒng),徐聯(lián)杰,劉佳順. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2016(04)
[4]基于最短路徑快速算法的船舶管路自動(dòng)敷設(shè)方法[J]. 董宗然,林焰. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(12)
[5]基于粒子群和蟻群算法的船舶機(jī)艙規(guī)劃方法[J]. 姜文英,林焰,陳明,于雁云. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]多蟻群協(xié)進(jìn)化的船舶多管路并行布局優(yōu)化[J]. 范小寧,林焰,紀(jì)卓尚. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]船舶管路三維布局優(yōu)化的變長(zhǎng)度編碼遺傳算法[J]. 范小寧,林焰,紀(jì)卓尚. 中國(guó)造船. 2007(01)
[8]基于遺傳算法的管路智能敷設(shè)應(yīng)用研究[J]. 陳志英,樊江,蔡乓乓,王榮橋. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2006(08)
[9]航空發(fā)動(dòng)機(jī)外部管路自動(dòng)敷設(shè)研究[J]. 樊江,馬枚,楊曉光. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2003(07)
碩士論文
[1]基于改進(jìn)RRT的智能車(chē)路徑規(guī)劃[D]. 朱旻華.南京理工大學(xué) 2018
本文編號(hào):3282265
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