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基于遗传算法的装配序列规划研究

作　者: 曹玉君
导　师: 张志雄
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 数字化产品预装配装配序列规划装配模型遗传算法
分类号: TG95
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 318次
引　用: 6次
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内容摘要

在数字化产品预装配研究中,装配序列规划是核心。装配序列规划是装配工具、夹具规划的依据,是装配过程仿真的基础,所以研究装配序列规划具有重要的意义。装配序列规划本质上是NP组合优化难题,本文针对装配序列规划中的难点,采用基于遗传算法的装配序列规划方法。首先,本文研究了装配建模。装配模型中包含了装配体的几何信息、拓扑信息及基准件、紧固件信息,大规模装配体采用子装配体分解,降低难度。为减少人工干预,还研究了装配模型信息的自动获取方法。装配模型为装配序列生成与评价提供支持。其次,采用遗传算法生成最优装配序列。为提高遗传算法解决装配序列规划问题的效率,采用矩阵编码,选择和设计了相应的遗传算子,本文通过对各遗传算子性质的分析,证明了在这种编码方案和遗传算子下,算法仍然符合模式定理。适应度函数的设计,综合考虑了装配中的一般原则。给出了平动稳定性和转动稳定性的判别方法。对适应度函数的权重分配进行了试验研究。遗传策略采用基于阶段进化的策略。再次,根据以上分析,开发了装配序列规划原型系统。最后给出了应用实例,验证上述方法的正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-15
  1．1 数字化产品预装配的研究背景和意义  7-8
  1．2 相关领域的研究现状  8-13
  1．3 课题中的关键技术  13
  1．4 本文的研究内容  13-15
第二章面向装配序列规划的装配建模  15-31
  2．1 装配模型的结构  15-16
  2．2 装配模型的基本信息  16-18
    2．2．1 基准件的选择  16-18
    2．2．2 紧固件信息  18
  2．3 装配模型的几何信息  18-22
    2．3．1 几何信息的数据结构描述  19
    2．3．2 零件的位姿矩阵  19-20
    2．3．3 零件的轴向包围盒  20-21
    2．3．4 零件的表面信息  21
    2．3．5 零件的重心位置  21-22
  2．4 装配模型的拓扑信息  22-30
    2．4．1 零件表面的扩张方向包围盒(EOBB)  22-24
    2．4．2 EOBB相交的测试方法  24-25
    2．4．3 配合连接图和局部阻碍图  25-26
    2．4．4 子装配体的识别  26-29
    2．4．5 缩并配合连接图和缩并局部阻碍图  29
    2．4．6 全局阻碍图和全局阻碍矩阵  29-30
  2．5 本章小结  30-31
第三章基于遗传算法的装配序列生成与评价  31-51
  3．1 遗传算法概述  31-32
  3．2 装配序列生成与评价模块的结构  32-33
  3．3 编码  33-36
    3．3．1 编码方式  33-35
    3．3．2 定义  35-36
  3．4 选择算子的选取与分析  36-38
    3．4．1 选择算子(Selection Operator)的选取  36-37
    3．4．2 选择算子对模式生存数量的影响  37
    3．4．3 选择算子对多样度的影响  37-38
  3．5 交叉算子的设计与分析  38-42
    3．5．1 交叉算子(Crossover Operator)的设计  38-40
    3．5．2 交叉算子对模式生存数量的影响  40-41
    3．5．3 交叉算子对多样度的影响  41-42
  3．6 变异算子的设计与分析  42-45
    3．6．1 变异算子(Mutation Operator)的设计  43
    3．6．2 变异算子对模式生存数量的影响  43
    3．6．3 变异算子对多样度的影响  43-44
    3．6．4 模式的生存模型  44-45
  3．7 适应度函数设计  45-49
    3．7．1 适应度函数(Fitness Function)设计  45
    3．7．2 稳定性判定  45-47
    3．7．3 适应度函数权重设定  47-48
    3．7．4 适应度函数标度变换  48-49
  3．8 遗传参数设定  49
  3．9 初始群体的产生  49-50
  3．10 本章小结  50-51
第四章装配序列规划原型系统  51-54
  4．1 系统总体框架  51
  4．2 系统开发平台  51-52
  4．3 原型系统介绍  52-53
  4．4 本章小结  53-54
第五章应用实例  54-59
  5．1 实例一角轮  54-55
  5．2 实例二箱体  55-58
  5．3 本章小结  58-59
第六章结论与展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65

基于遗传算法的装配序列规划研究

内容摘要

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