CAD中的参数化设计

文章讨论了参数化二维图形的组成及其关联关系 ,研究了图形结构约束模型和尺寸约束模型的建立方法和驱动求解等关键技术 ,为CAD中系列化产品设计提供了一种有效手段     

变量约束网的建模和推理算法

设计的变量约束网是一个能够综合表达变量间各种约束关系的网络结构。文章中首先介绍了它的结构特征;然后给出了它的建模方法和可在Ｗｉｎｄｏｗｓ下操作的图形建模工具;最后讨论了该约束网的推理算法,即如何通过约束传播完成相关变量的求解,此算法与网络的复杂程度无关。利用文章提出的方法可构造任意复杂的变量约束网,完成对复杂系统的变量求解;与传统的表示方法相比,简化了问题求解过程,从而提高了求解效率。     

基于分布式产品模型的并行设计过程的研究

研究了产品并行设计过程,提出了基于分布式产品模型的并行设计分布式约束满足机制,该机制利用产品模型控制和指导设计过程,通过Agent之间的相互协作,使得设计约束不断得到满足,通过产品模型的分布表达及基于产品模型的并行设计分布式约束满足机制,分布,协作,并发的并行产品设计过程能够得到很好的支持,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求,在此基础上,开发了一个原型系统,给出了设计实例。     

参数化设计的研究与应用

参数化设计是目前CAD发展的主流方向，本文通过对各种参数设计方法分析的基础上，提出一个基于几何约束图的参数化设计模型，并给出参数化模型的数据结构和约束求解算法，此算法可以有效地检查系统的过约束和欠约束情况。     

基于约束的多视图参数化设计算法

介绍了基于约束的零件形位信息描述方法;提出了基于约束的ＣＡＤ数据模型,阐述了基于约束的多视图参数化设计的概念;详细介绍了参数化设计算法的原理及实现过程;对所提出的参数化设计算法进行了评价．     

基于面向对象与图形单元的CAD/CAPP集成模型

统一的零件信息模型解决了ＣＡＰＰ系统的信息输入问题,不再需要认为地对零件进行分析和描述,本文采用面向对象技术进行图形单元的信息建模,实现了 ＣＡＤ／ ＣＡＰＰ的集成。并对以此为基础开发的通用型ＣＡＰＰ系统进行了叙述。     

基于关系的全参数化图形建模方法与实现

在分析图形实体几何约束的基础上，总结了基各种关系构造图形实体集合的基本图素类型，提出了一种基于关系的参数模型，建立了用基本图素类型构造图形之间关系相连的满的图形实体集合的数据结构，并在ＰＣ机上采用面向对象编程技术用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋完成了具体的存储和运算，实现了全参数化图的建模，编辑和拓扑结构的修改及尺寸驱动。     

采矿CAD参数绘图系统建模与求解方法的研究

根据采矿CAD图形的特点,提出了一种构造式几何约束系统,并使用有向约束图表示约束模型,在交互绘图的同时直接建立参数化图形的约束模型。此方法在建模过程中避免了过约束和欠约束的出现,在求解的过程,将计算量从整体下降至局部,同时通过添加方位约束解决根的选择问题。     

基于信息度的工程图样编码技术研究

从工程图样的图样信息度入手,依据投影关系语义或尺寸约束语义,在基于预先获取表达方式语义的基础上,将其细分为图形信息度、尺寸信息度、尺寸约束信息度。在工程图样数据的预处理基础上,从图元的图线种类、线型、拓扑信息入手,建立反映图形信息度的编码模型;从尺寸四要素所体现的形体形状特征与位置关系入手,建立反映尺寸信息度的编码模型;从尺寸与图元特征约束点的约束关系入手,建立反映尺寸约束信息度的编码模型。这可为应用编码技术理解计算机工程图样奠定一定基础。     

图形翻译器的研究

为对概念设计到结构设计的映射提供一个良好的方法 ,在提出的基于原型的结构设计模型中 ,建立了能将原有实例图形自动翻译为参数化原型样图 ,进而实现实例化变形设计的图形翻译器。讨论了图形翻译器的理论基础、图形约束及其处理方法、图形翻译器的结构和算法流程、给出了结构件的设计实例。结果表明 ,图形翻译器是实现结构设计自动化的有效工具     

具有输入饱和约束的永磁同步电机伺服 系统鲁棒有限时间控制

针对存在模型参数非线性不确定性因素和输入饱和约束的永磁同步电机伺服系统控制问题,提出一种具有抗输入饱和约束的鲁棒有限时间控制方法。为了处理输入饱和约束问题,通过定义饱和非线性函数将系统模型转化为带输入饱和约束的状态空间方程形式;将模型参数非线性不确定性因素扩张为一个新的状态变量,进而通过设计干扰观测器实现对不确定性因素的在线估计和前馈补偿,以提高系统的鲁棒性能;在模型参数不确定性因素前馈补偿的基础上设计永磁同步电机伺服系统鲁棒有限时间控制器,保证系统跟踪误差的有限时间收敛。仿真对比结果验证了所设计控制方法的有效性。     

基于MAS的分布式协同设计任务冲突处理研究

任务分解与冲突控制是网络分布式环境下进行产品并行设计的关键．通过收集产品各领域的指标约束与关系约束来构建基于约束网络的产品参数协调模型，采用区间描述设计变量的不确定性信息，并将区间算法与基因算法相结合实现了一致性模型求解框架，使用该方法能够检测潜在冲突，得到与给定产品指标相对应的设计变量可靠解空间，进而辅助设计人员决策。同时采用Agent技术对协同设计中多群体多层次的设计任务和设计进程进行管理和控制，建立了以项目和任务为中心的协同设计Agent模型，研究了模型共享、协同设计agent、并发控制机制等关键技术，构建了一个基于多Agent的分布式实时协同设计原型系统应用实例说明了其有效性。     

基于参数化水平集法的约束阻尼结构动力学拓扑优化

约束阻尼(CLD)结构拓扑优化是轻量化设计下实现振动与噪声控制的有效手段。结合约束阻尼结构的有限元模型,以前两阶模态损耗因子及其加权最大化为目标函数,以参数化水平集函数的扩展系数为设计变量,以约束阻尼材料用量为约束条件,建立了基于参数化水平集法(PLSM)的拓扑优化模型。基于伴随向量法推导了目标函数对设计变量的灵敏度,采用优化准则法更新设计变量。算例结果表明:基于参数化水平集法对约束层阻尼结构进行拓扑优化是可行有效的,且以基板结构应变能分布构建初始构型可提高优化效率。此外进一步讨论了在附加质量保持不变的条件下,约束层材料和阻尼材料厚度变化对约束阻尼材料模态损耗因子和最优构型的影响规律。     

基于一致性程度函数的协同设计方法

在复杂产品的设计过程中,多学科设计任务间存在耦合关系．为了保证设计结果满足各子任务的设计要求,提出了一种基于一致性程度函数的协同求解方法．该方法构造了一个能描述各子任务初始解的一致性程度的函数,通过不断缩小不一致性,实现各子任务协调解的求解．减速箱的设计实例验证了该方法的有效性．     

基于模拟退火算法的船中剖面优化设计研究

将模拟退火算法技术应用于船中剖面优化设计，在图形环境中建立了船中剖面力学模型和优化模型，以船中剖面面积为目标函数，钢板厚度和型钢断面面积为设计变量，在强度和稳定性约束下进行优化，使优化后的船后剖面满足设计要求，算例结果表明结合模拟退火算法技术进行船中剖面优化是可行的，该法在初始设计阶段可用于船中剖面设计。     

交互图形输入及动画技术研究与实现

随着计算机系统、图形输入、输出设备的发展，计算机图形软件及其生成、控制图形的算法也有了很大发展，计算机图形教学的内容也从各种基本图形的产生、变换、裁剪等，发展到真实感图形生成及动画设计。而交互图形输入作为图形生成及动画设计的基础，直接影响动画设计的效率和效果。该文针对动画设计的一些关键技术，采用无浮点、无除法的整型算法，设计了各种图形的快速输入，探讨了物体离散逐点变化的变型体技术、根据给定参数生成关键帧序列，然后插值中间画的参数动画和动画背景设计等关键技术及其实现方法，并实现了一个动画设计的原型系统     

利用混合图对模块化拆卸进行建模的研究

拆卸序列规划是面向拆卸回收设计研究的重点之一,生成有效可行的拆卸序列是问题的关键,而序列的生成又与拆卸模型的建立密切相关.产品拆卸模型主要有基于图论的无向图、有向图、与或图和Petri网.在传统的拆卸序列规划过程中,随着产品零件数目的增加,会造成组合爆炸问题.为解决该问题,提出了一种利用混合图对模块化拆卸的建模方法.这种方法,既吸收了混合图的观点,又渗透合并了模块化的思想.最终通过一个实例验证了该方法的有效性和合理性.     

基于AutoCAD的约束数据库生成

主要讨论了开发参数化CAD设计系统的一个关键问题－－几何图素结构约束的识别与提取。提出采用向量数学的方法进行图素（间）结构约束的识别方案；并讨论了怎样应用面向对象的方法，开发适用于AutoCAD平台的约束提取系统，系统能够完成AutoCAD图形数据库中图素结构约束的提取、约束有效性的判 ，并可将约束关系储到数据库中，参数化CAD系统后续的尺寸驱动子系统可根据该数据库存储的约束信息进行尺寸驱动。     

基于VC和MATLAB的单梁起重机主梁优化设计

针对单梁起重机桥架结构的主梁设计中,一般方法设计过程繁琐且设计出的主梁自重较大的问题,在参数化设计的基础上提出一种运用MATLAB软件的优化设计方法。该方法将VC与MAT-LAB集成为一体,实现了从参数化设计到利用MATLAB优化工具箱进行优化。这种方法省去了自行编写优化程序,节约时间,大大提高了设计效率,同时对同类起重机的设计具有重大意义。     

基于跑滑系统约束的航空器滑行跟踪算法

为解决大型机场场面易冲突的问题,研究了将基于跑滑系统和管制约束的变结构多模型算法应用于机场场面目标的跟踪.本文首先建立了复杂跑滑结构下的数学建模方法、跑滑结构约束下跟踪状态修正方法和基于管制指令约束的航空器与跑滑系统的自适应匹配方法.与传统场面目标跟踪不同,本文利用跑滑系统和管制指令约束的最大后验概率估计来激活和终止模型集,进而解决机场场面航空器跟踪过程中模型集切换和路段匹配问题.基于上述方法,本文通过结合最大后验概率估计提出了一种新的交互式多模型算法,改善了场面目标的跟踪性能.仿真结果表明:与交互式多模型算法和变结构交互式多模型算法相比,本文所提出的方法能有效地跟踪机场场面目标,显著提高了跟踪精度.