基于自由度分析几何约束求解方法中过约束和欠约束的处理

在自由度分析方法的基础上使用依赖图, 解决了约束求解过程中的过约束和欠约束的处理问题. 依赖图中保留了求解问题中变量间的依赖信息. 当系统发现矛盾的过约束时或欠约束时会给使用者显示提示信息, 由用户进行处理.     

基于约束的参数化设计

提出了一种基于结构点的约束求解模型 ,此模型把几何元素映射成结构点 ,把约束分解为距离约束和方向约束 .此模型利用几何约束图表示几何约束系统 ,通过对几何约束图的方向化确定出结构点的求解次序 ,并针对不同的结构点分别采取代数求解方法和数值求解方法 .     

实时系统时间约束验证

为保证实时系统满足特定的时间约束,该文提出了一种时间约束的建模和验证方法。定义了基本的时间概念,提出了基于改进的STP(simple temporal problem)时间约束建模方法,提出了约束图的一致性检测的约束求解算法,给出了将复杂时间约束转化为基本时间约束的机制,并以典型的数据处理单元(data process unit,DPU)系统的实际时间需求为例,进行了实例分析和实验。该文系统地分析了时间故障模式,与已有的方法相比更加准确地描述时间点、时间区间之间的约束关系,从而可以更有针对性地检验系统的时间缺陷。     

自由度分析在求解三维几何约束系统中的应用

在充分研究了二维几何约束模型中自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维几何约束模型求解系统的自由度分析算法,并将此算法的整个运行过程归纳为活动分析、场所分析两个技术过程的实现。给实际求解三维几何约束模型提供了一种方案,尤其解决了模型处于过约束状态和欠约束状态时的求解问题。     

三维刚体装配约束求解问题研究

三维装配约束求解是三维计算机辅助设计系统的核心技术之一。根据装配设计的实际需求,对基本装配约束的构成及约束度进行了分析,对约束组合基本类型为3D3A型和4D2A型的两个刚体的装配问题进行了研究,采用基于吴消元法的符号计算方法给出了装配约束及实数解参数有效范围的求解方法,并用实例验证了方法的有效性。     

基于组件的几何约束求解新策略

几何约束求解是智能CAD的核心问题,在研究装配模型的基础上提出了一种基于组件思想的约束求解策略.该策略将整个几何约束系统分为多个组合元,将循环约束约简为组合元中的边界元进行求解,并利用约束传播机制的局部性充分减小约束求解的规模.此约束系统求解策略可以应用于大型装配系统的参数化求解.     

基于约束映射关系的二维几何约束模型

在系统实现的基础上 ,提出一种依据设计过程确定约束依赖关系的参数化设计模型 ,建立约束和图元之间的映射模式 ,优化确定节点之间的更新从动性 ,从而降低约束求解的复杂度 .用户添加的约束和系统自动识别的约束能动态添加到有向约束图中 ,并支持任意图形块的选择重复 .实践证明 ,该模型算法简单 ,交互性好 ,能很好理解用户的设计意图 .     

基于计算代数和图分解的几何约束求解技术

满足几何约束是参数化设计中的中心问题。在许多应用中 ,需要找到约束系统的全部解。基于计算代数的方法可以实现这个目的 ,但其弱点在于计算复杂。利用图分解和计算代数相结合的方法对约束系统进行求解。通过图分解 ,将一个约束系统分解成为许多子系统 ,利用吴方法等技术求出各子系统的解 ,将各子系统的解结合从而求出整个约束系统的全部解。该方法比单纯利用计算代数求解高效 ,并且不会改变约束系统的解集。实验结果表明 ,该方法可以有效地求解某些约束系统     

基于AC与LmaxRPC的自适应约束传播求解算法

在现有自适应约束求解方法基础上,提出一种新的自适应约束传播求解算法ADAPTAC-LmaxRPC.该算法能根据约束的不同特性,在传播能力强但开销高的LmaxRPC与传播能力弱却开销低的AC之间自适应地切换进行约束传播.多个Benchmark实例类上的测试实验数据表明,ADAPTAC-LmaxRPC算法有效地平衡了求解效率和算法开销之间的矛盾,大幅度提高了约束求解的效率.     

应力约束下桁架结构拓扑优化的静定基法

对于从基结构出发的单工况应力约束下使桁架结构重量最轻的最优拓扑,必定是静定结构;对于多工况应力约束下桁架结构的最优拓扑大多数是静定结构。而对于超静定结构的求解,目前的方法多是转化为静定的基本结构来求解。由此,本文提出一种求解桁架拓扑优化问题的新分析方法——静定基法,给出了静定基法的基本思想和求解策略,用解析方法求解了单工况应力约束下的桁架拓扑优化问题,研究了多工况应力约束下最优拓扑为静定结构的桁架结构,给出了优化问题的精确解。算例表明了该方法的有效性和可行性。     

基于二级多点逼近算法的连续体结构拓扑优化

针对基于变密度法的连续体拓扑优化中设计变量连续性的特点,建立了以结构重量最小为目标,考虑位移和频率约束的连续体结构拓扑优化模型;原拓扑优化问题先转化为具有较高精度的第一级多点近似序列问题,该问题的约束函数由优化过程中历史设计点的临界约束函数值及其一阶导数构造;再通过线性泰勒展开建立可由对偶法快速求解的第二级近似序列问题,以逼近各第一级近似问题的解. 采用敏度过滤技术,避免棋盘格引起的数值缺陷问题,并对低密度区域的单元刚度进行惩罚,以消除频率约束问题的局部模态现象. 优化过程中采用通用有限元程序Nastran进行结构分析和敏度分析. 数值算例结果表明:应用该方法可以有效地解决具有位移和频率约束的连续体拓扑优化问题.      

一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法

为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM（独立、连续、映射）方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法．在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限．研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阚值和几轮迭代循环的单元删除策略．为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法．结合拉格朗日乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法．给出的算例验证了该方法的正确性和有效性．     

最大公共子图的约束符号求解方法

【目的】探索求解两个图最大公共子图的方法。【方法】建立最大公共导出子图的软约束满足问题(Soft CSP)模型,提出代数决策图(ADD)的符号求解算法。首先,分别对两个图中的变量和值域进行编码,完成两个图的ADD表示;其次,基于深度优先分支定界算法的思想,利用符号ADD的相关操作,实现对最大公共导出子图的求解。【结果】算例结果表明,该方法准确可行。【结论】该方法能有效缩减搜索空间,从而提高问题的求解效率。     

一类约束满足问题及其算法

针对具有解析约束形式、同一变量多赋值的约束满足问题,提出了一种新的约束满足问题定义·通过一种特殊约束满足问题的研究提出一套建立在这个定义基础之上的概念和三种算法:整数规划法、不等式组法和直接求解不定方程法,详细研究了其中的第三种算法,并给出了最坏情况下的时间复杂度,从而能够比较清晰地描述一类约束满足问题的一般分析过程,揭示了约束满足问题同经典的整数规划、数论和整数环论的联系·     

求解边界约束最优控制问题的神经网络

提出了一种求解控制变量含有边界约束最优控制问题的神经网络模型(COCNN).该模型将控制系统动态方程的等式约束隐含于神经网络COCNN结构中,克服了动态方程约束所带来的求解优化问题的困难;仅将控制系统的控制变量选为COCNN的状态变量,从而降低了神经网络的维数;利用饱和特性处理边界约束,可以求得最优控制问题的精确最优解;该COCNN无论是在硬件实现,还是在用数字计算机进行软件仿真方面,都特别适合于并行处理,可显著提高问题的求解速度,具有广阔的应用前景。     

Active set strategy of optimized extreme learning machine

Extreme learning machine （ELM） has been introduced as a simple and efficient learning approach for regression and classification applications. From the opti- mization point of view, optimized ELM is equivalent to SVM, but with less constraints in the optimization formu- lation and random ELM kernel. This paper introduces an active set based optimized ELM approach to solve bound constrained optimization problem in a straightforward way, which operates on a small working set of variables at each iteration. Thus, the constrained problem can be eventually solved by an unconstrained algorithm, and this enables us to establish a global convergence theory. The approach requires less time for quadratic programming solving and provides better generalization performance. In addition, the proposed approach with much smaller number of non- bound support values is significantly faster than SVM with active set strategy for large training data set.     

一种基于逆向求解的双机吊装动作规划方法

两台起重机协同吊装中由于起重机间的协同关系增加了其动作规划的复杂度,特别是起重机与被吊物间位置关系(即单封闭链结构)及起重机行走转弯时的非完整运动学约束易导致规划效率低、规划动作序列不优等问题.针对双机吊装系统中的单封闭链及非完整运动学约束问题,采用逆向求解的思路,以被吊物及起重机下车为驱动的构建方法,从被吊物的角度来建立双机吊装系统模型,并将位姿变量分为主动、被动变量,对于主动变量采用改进RRT-Connect++算法规划得到,再求解封闭链方程得到被动变量.最后用两个案例分析验证了该求解思路的可行性和规划的高效性.     

带函数的正规逻辑程序设计系统

带函数的回答集程序设计（FASP）允许在正规逻辑程序中嵌人函数符号，描述了这个系统fasp的设计与实现。其基本思想是把简单函数和原子当成变量，程序的Clark完备化和环公式约束处理（CSP）中的约束，然后通过已有的CSP求解器来计算其CSP例的解。ASP的测试用例也可通过fasp应用于CSP中。我们用汉密尔顿回路问题和N-皇后问题测试了该系统，并与其它系统进行了比较，实验结果表明,fasp对N-皇后问题有较好的效率。     

化工过程中虚假宽松约束的修正预测控制

过程控制中广泛存在着对变量的各种约束条件,因此需要设计能够满足约束条件的控制策略。约束预测控制能够处理各种输入和输出约束,是一种有效的控制方法。但在实际过程控制中,由于预测控制不检测下层回路的实际执行信息,当控制作用超出系统实际最大能力而不能完全下载时,标称约束成为虚假宽松约束,导致系统响应偏离预期,约束条件无法满足。该文基于线性系统离散状态空间模型,讨论有输入和输出区间约束条件的基于区间控制思想的预测控制。为保证虚假宽松约束发生时预测控制仍能够正确有效实施,提出及时进行一系列预测模型数据和约束条件的修正算法,并使约束条件得到满足。利用绝热连续搅拌釜式反应器(CSTR)模型的控制仿真实验证明了该算法的有效性。     

多面体约束非光滑复合函数的序列有效集方法

对带多面体约束的非光滑复合函数问题的求解进行了研究。针对非光滑复合函数问题,首先,构造光滑函数来逼近非光滑目标函数,通过求解光滑近似问题来达到求解原问题的目的。在此基础上,考虑多面体约束的特殊结构,运用序列二次规划算法的思想,利用有效集策略,通过逐次求解一系列仅含等式约束的二次规划问题来逼近搜索方向的最优解,再通过线搜索求得步长,进而得到下一步的迭代点。最后,从理论上证明了算法的全局收敛性,并进行了初步的数值实验。将该算法与光滑序列投影收缩算法作对比,结果表明,该算法在迭代次数和计算时间上都有一定的优势。