机床液压管道三维自动布线系统开发

液压管道的布置是液压系统设计中重要的一环.对于装配体模型复杂的机床而言,传统的手动布线方法需要耗费较多的时间及人力,而三维设计软件中自带的三维自动布线模块尚存在操作繁琐、造型不直观、通用性不强等缺点.据此,本文针对机床的液压管路布置开发了一套三维自动布线系统,系统以三维设计软件SolidWorks为开发平台,利用VB.NET作为开发环境,应用二次开发原理以及数据库技术,实现了管路零件模型的参数化设计;在寻径算法上结合动态规划及A-STAR算法并加以改进,实现了管路的智能化布置,同时能够统计管线用料数据并生成明细表.系统操作简单,减小了设计工作量,缩短了设计周期.     

船舶管线智能布置的优化Astar算法

针对船舶的复杂管系布置设计工作量大、效率低下且依靠经验等问题,提出了一种船舶管线智能布置的优化Astar算法,建立了用于计算机识别的船舶虚拟布置空间模型,包括相关设备模型、管线简化模型、布置约束模型和栅格模型。对传统Astar算法进行优化,基于管线长度、拐角个数和栅格能量值对代价函数进行重新设计,引入方向概率系数和能量值提高管线布置结果的确定性。通过案例的仿真模拟,探究了方向概率系数、能量值对于管线布置速率和质量的影响。结果表明：与传统Astar算法以及遗传算法相比,所提优化Astar算法的拐角个数分别减少了87%、50%;路径搜寻时间分别降低了67.5%、51.5%,进一步提高了管线布置效率。与传统Astar算法相比,优化Astar算法生成的船舶管线长度减小了49.8%,降低了管路成本,说明了该智能布置算法的适配性和优越性,对于实际船舶管线布置具有一定的借鉴性和指导性。     

面向空调管路布置的空间向量搜索算法

针对构型要求复杂且经验类规则难以量化的空调压缩机管路布置问题,文章提出一种基于逃逸法的向量搜索管路布置算法。该算法分为预处理和搜索2个过程。在预处理过程中,使用三维网格记录管路布置空间信息,根据管路直径确定网格大小。对于有无构型要求的2种管路,采用不同形状的单元格来划分网格,保证单元格精度满足要求,减少算法运算量。在搜索过程中,有构型要求管路采用竖直向量圆周搜索,无构型要求管路采用竖直水平向量交替搜索,确保走管路径符合空调管路布置规范要求。通过算例分析验证了该算法的有效性,可为突破复杂约束条件下空调器管路自动布管技术提供算法支撑。     

基于粒子群和蚁群算法的船舶机舱规划方法

基于粒子群算法和蚁群算法,提出了一种优化算法用于求解船舶机舱布局规划问题.船舶机舱规划问题主要包括设备布置和管路敷设.由于船舶机舱空间有限,设备和管路数量繁多,约束条件复杂,在进行具体设计过程中,需要反复多次校核修改,才能获得可行的设计方案.为了充分考虑设备布置和管路敷设设计两者之间的耦合作用,建立数学模型,从而获得全局最优的设计方案.模拟实验的结果证明,所提出的优化方法在求解船舶机舱布局规划问题中的可行性和有效性.     

基于协同进化和并行计算的船舶管路布置方法

为解决船舶管路协同布置问题,提出一种适合求解多管路或分支管路协同布置的算法框架.通过为每条管路或分支生成对应的进化种群,将管路间的协同布置转换为种群间的协同进化.基于提出的路径连接点概念,生成管路接口间的候选路径种群,并对种群进行交叉、变异操作.使用A~*算法作为寻路算子,提高了生成路径的质量,同时保证了路径的有效性.为了提高运算效率,引入并行计算策略对算法框架和A~*算法进行改进.最后,两个仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

塔机运行的关键控制算法研究

针对目前塔机运行过程中存在的负载摆动以及可能发生的碰撞等问题,建立和分析塔机的力学模型,设计了一种基于模糊控制的塔机防摆控制器。将该控制器与传统鲁棒PID控制器作比较,分析了塔机模型参数变化对两种控制器性能的影响。研究了塔机可能发生碰撞的两种具体情况,并分别提出了对应的防碰撞算法。仿真实验验证了所提出的防摆及防碰撞算法的有效性,为智能化塔机控制器的设计提供了理论指导。     

采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置

针对船舶管路设计中的路径寻优问题，提出了一种采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置方法。首先，建立了船舶管路布置空间模型，包括网格单元模型、管路简化模型、设备障碍物模型和约束规则模型。其次，对传统遗传算法进行了优化设计，在种群初始化阶段，加入障碍物判定函数替换以往其他研究采用的罚函数；在交叉和变异过程，引入A星算法生成子路径；引入父子比较环节，每经过交叉、变异一次，便比较一次父代与子代的适应度值；在选择操作中，对传统的轮盘赌方法进行改进，引进个体的相似度比例，个体的被选择概率由相似度比例和适应度值共同决定。最后，对所提优化A星-遗传算法和粒子群、A星、迷宫-遗传算法进行了仿真对比实验。结果表明：A星-遗传算法在管路的长度、拐角数、能量值、适应度值、最优解次数和平均收敛代数等6项指标上均得到了最优值；与同为混合算法的迷宫-遗传算法相比，优化A星-遗传算法在两个案例中的最优解次数分别增加了44.4%、100%,平均求解时间分别减少了57.6%、58.1%,平均收敛代数分别减少了36.9%、44.1%。A星-遗传算法在保证管路布置质量的同时，有效提高了寻优效率，其对于船舶管路智能布置的适配性和...     

分时隙二进制RFID反碰撞算法及其仿真

研究RFID反碰撞算法,提出一种分时隙二进制树形搜索算法的高效反碰撞算法模型,运用EDA工具QUARTUS-II对该算法进行逻辑仿真,仿真结果表明运用该算法可大大减少反碰撞搜索过程的通信数据量,搜索效率得到较大提高,提高了射频标签识别的准确率,该算法对射频标签芯片的设计具有参考价值.     

按压胆囊的微创手术操作仿真

针对使用机器人进行腹腔微创胆囊手术仿真时胆囊的变形问题,研究了按压胆囊时胆囊的变形过程.建立了胆囊及其附属管路的几何模型,针对该几何模型建立了基于弹簧-质点模型的力学模型.提出了使用手术器械按压胆囊时的手术仿真算法,对该仿真算法进行了验证.图形反馈表明该算法可以实现胆囊及其附属管路的按压操作仿真,其图形反馈较为真实,实时性也较好.仿真结果表明:该算法可用于医学仿真,可实际应用于胆囊及其附属管路的操作仿真.     

粘弹性材料与钢的碰撞力学模型分析

近期碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass damper,简称PTMD)已经被提出来参与结构的振动控制.因为PTMD的碰撞过程主要由粘弹性材料与钢发生碰撞,所以其碰撞的力学模型是研究PTMD的关键因素.文章通过研究现有的粘弹性碰撞力模型,提出了一种不同的非线性碰撞力模型来模拟粘弹性材料与钢之间的碰撞力.同时通过碰撞实验得到重要系数并用粒子群算法对模型各项参数进行拟合.结果表明,该模型比现有的粘弹性碰撞力模型具有更好的性能.     

基于对等技术的移动自组织网络路由研究

由于对等网络(Peer-to-Peer,P2P)与移动自组织网络存在许多相似特性,目前基于P2P的移动自组织网络路由研究已经成为一个热点。但研究成果主要是利用P2P路由算法解决移动自组织网络节点定位问题,普遍存在绕路和效率不高等问题。提出将P2P系统中分布式共享策略拓展到移动自组织网络路由中,有效地建立起基于移动自组织网络架构的完全分布式自组网络路由模型,为开发高效、可用的移动自组织网络路由协议奠定基础。     

基于A*算法的机电产品管线自动敷设方法研究

研究了机电产品管线自动敷设,提出了一种改进的A*算法。该算法先采用离散的网格划分法建立敷设空间模型,以利于缩小搜索空间;再针对多路管线敷设引入最短通道约束、最短走线约束和最少折弯约束,建立敷设约束模型;然后结合这两个模型在A*算法估价函数中引入可行权值因子、通道权值因子和折弯评估项。实验表明,利用改进的A*算法驱动多路管线敷设路径搜索,可以得到合理的实现方案。     

多集散点车辆路径优化的混合算法

为使多集散点车辆路径优化结果全局最优,以订单为基准建立多集散点车辆路径优化模型.采用粒子群算法与改进蚁群算法组成的混合优化算法求解模型.由粒子群算法的粒子位置向量得到每辆车所需运送的订单号,用蚁群算法优化单车路径,根据优化的总路径评价和筛选粒子,直到满足终止条件.该模型和混合算法是所有车辆对所有订单节点的路径优化,突破了多仓库问题直接或间接转化为多个单仓库车辆路径优化问题中的局部节点求解的限制.实例求解结果表明,用该混合算法优化的车辆总路径长度小于用蚁群算法求得的结果.     

分布式路由器中的路由管理模型

高性能分布式路由器中 ,路由管理必须面对两个技术难点 :1)实现高性能的路由查找算法 ;2 )实现主从路由表同步。该文提出一种分布式的路由管理模型 ,给出了这两个技术难点的解决方案。模型实现了路径压缩 Trie树和TCAM硬件相配合的路由查找算法 ,采用了自主设计的过滤算法对路由信息进行过滤 ,并应用 Zebra协议兼容 IPv4和 IPv6路由协议。模型可支持 2 .5 Gb/s接口的分组转发以及 2 0 0 0条 /s的路由更新速度。目前该模型已在国家“八六三”重大攻关项目——“核心路由器”中得到实现     

基于区间证据推理的不确定性航线配船方法

为弥补不确定性航线配船模拟算法的不足,提出一种基于区间证据推理的航线配船解析算法.该方法以证据推理理论为基础,以船舶公司期望效用最大化为目标,考虑航线特征及船舶属性等因素,构建出一个多航线、多船型的航线配船模型.与目前的模拟算法相比,该方法具有稳定性好、准确性高、可以处理模糊数据等优点.最后,通过算例验证了模型的可行性和方法的有效性.     

一种无线传感器网络的最小能耗路由算法

针对无线传感器网络能量有效性问题,结合真实网络中节点的功率只能在离散值中选取的特点,研究了最小能耗路由算法。以经典能耗模型为基础,给出了理想情况时的最小能量路径,认为其是一个线性规划问题,最终给出了尽量逼近理想情况的最小能量路径算法——最近最优点路由(Proximate Optimal-Point Routing,POPR)算法。POPR算法基于地理位置信息,具有分布式、在实际中更易于实现的特点。最后,对算法的性能进行了仿真分析,并与多种经典算法进行了比较分析,结果表明该算法在节点密度比较高时,具有较好的性能。     

基于遗传-蚁群优化算法的QoS组播路由算法设计

为了提高网络路由性能,提出并设计了一种基于遗传-蚁群优化算法的QoS组播路由算法。首先,设计了自适应变频采集策略用于采集网络与节点信息,以此获得网络和节点的状态,为后续路由优化提供数据支持;其次,计算路径代价,将路径代价最小作为优化目标,建立QoS组播路由优化模型,并设置相关约束条件;最后,结合遗传算法和蚁群算法提出一种遗传-蚁群优化算法求解上述模型,输出最优路径,完成路由优化。实验结果表明,所提算法可有效降低路径长度与路径代价,提高搜索效率与路由请求成功率,优化后的路由时延抖动较小。     

自适应粒子群优化的AdHoc网络多播路由算法

针对AdHoc网络中带QoS约束的多播路由问题,提出了一种自适应粒子群优化的AdHoc网络多播路由算法（APs0）,将微粒在解空间中的飞行搜索过程映射为多播树的树形变换过程．构建了AdHoc网络中QoS多播网络模型,采用罚函数处理约束条件来设计适应度函数．描述了APSO算法求解AdHoe网络多播路由问题的实现过程,将QoS多播路由优化问题转化为整数计算问题．仿真结果表明：该算法能快速地找到针对AdHoc网络中满足qos要求的最优多播树,尤其在大规模网络下更能显示该算法的有效性和可靠性．     

多radio无线mesh网络跨层路由协议

与传统的无线多跳网络不同,多radio无线mesh网络的路由器是固定的,节点具有异构性。提出一种协作的异构多radio无线mesh系统路由设计模型,该路由协议模型按路由发现过程,分4个子模块,分别为半同步式邻居发现机制r、adio异构刻画的路由metric、分层的信息发布模型、满足业务需求的路由算法。该路由协议模型对多radio的异构性进行了刻画,采用分层协作方式共享网络拓扑信息。实验证明这种适应异构无线环境的跨层路由设计方案比传统方案更符合用户需求。     

无线自组织网络灰色区域研究及仿真建模

针对灰色区域问题, 分析其产生的原因及其对网络性能的影响, 并提出一种灰色区域模型的建模方法。与传统的仿真研究采用的模型相比, 采用灰色区域模型构造的无线自组织网络, 其仿真结果更接近于实际场景。本模型可在一定程度上反映无线 自组织网络路由协议在现实组网环境中可能出现的灰色区域问题, 对路由协议的链路失效检测算法以及路由选择算法的改进提供NS2仿真平台模型的支持。