包含多重嵌套封闭环的平面切割建模与优化

为解决在平面图形切割领域中采用不同的切割顺序以及切割起止点导致切割路径空行程相差甚远的问题,提出一种包含多重嵌套封闭环的平面切割路径优化算法.首先提出一种多重嵌套封闭环识别子算法,并以四向链表节点为基础构建包含多重嵌套封闭环的平面切割路径模型;然后考虑各封闭环的几何特征以及彼此之间的关系,将切割路径优化问题转化为多个关联的动态旅行商问题组合;最后通过逐层多次调用禁忌贪婪算法对切割路径进行优化求解,在优化中同时考虑封闭环之间的切割顺序及各封闭环切割起止点的选择.仿真实验结果表明,该算法对包含多重嵌套封闭环的平面切割路径建模和优化是可行和有效的.     

基于平面不封闭图形切割的路径规划

在平面切割环节中，如何确定更短切割路径以减少加工成本、降低设备损耗和提升切割质量是工业应用和学术研究的重点。目前国内外对平面切割路径的研究主要集中于封闭图形，为此，针对在激光刀模行业中不封闭图形的问题，提出一种基于禁忌搜索的贪婪算法和贪婪准则的局部优化。首先使用构建型的贪婪算法和改进型的禁忌搜索算法相结合的方式对加工过程中的图元路径进行优化排序，随后提出贪婪准则的局部优化系数，削弱贪婪算法的“贪心”思想，解决加工路径的规划和优化问题。实验数据表明，禁忌搜索的贪婪算法和局部优化在对切割路径的规划和空行程优化上有显著效果，空行程减少50%以上，并且其优化性能和图元数量成正比，能有效地解决刀模行业以及其他激光雕刻行业中图形不封闭的切割难题。     

医学图像3维重建模型的虚拟剖切算法

对医学图像体数据及重构几何模型进行虚拟剖切,可以方便地看到内部的组织,便于观察和诊断,可用于医疗放射治疗规划.针对医学图像重建的表面几何模型,提出了对模型进行平面剖切、立体开窗及任意交互切割的算法.平面剖切和开窗是用剖切面或剖切体对重建模型施以剖切,在剖切面上生成边序列及顶点序列;由此边序列和顶点序列生成封闭的边界轮廓,确定各轮廓的包含关系;对封闭轮廓包围的截面区域进行Delaunay三角剖分,得到完整的剖切后的表面模型.任意交互切割过程是交互生成切割路径,确定切割边界,并沿切割边界对表面模型进行切割.实验结果证明了本文算法的有效性.采用本文算法可得到良好的虚拟剖切效果.     

螺旋刺绣路径的连接及优化

首先将刺绣区域划分成拓扑连续的环域,根据环域之间的相互包含关系将它们组织成一个二叉树;然后通过遍历该二叉树来确定各环域的连接顺序,对需要穿越的环域将生成一条纵向连接路径;最后选择各环域的进出点来生成优化的横向连接路径.实验结果表明：生成的路径能满足螺旋刺绣的基本要求和优化要求.     

基于遗传算法的轮廓切割顺序受限路径优化

考虑一类轮廓切割顺序受限的加工路径优化问题.遵循由内到外的轮廓切割约束条件,以遍历所有待切割轮廓且刀头在轮廓问移动的空行程距离最短为优化目标,把约束条件转化到遗传算法编码问题采用启发式搜索技术以加快遗传算法的爬山速度,并且能自适应调整交叉和变异概率.实际应用结果表明所提算法能有效缩短空行程.     

基于改进PSO算法的嵌套环式微陀螺结构优化设计

摘要：改变嵌套环陀螺的结构设计会引起陀螺性能发生很大的改变,但由于其结构复杂,参数众多,导致陀螺在仿真过程中计算量过大,难以探索陀螺多参数变量对陀螺性能的影响规律,针对这一问题提出了一种基于改进PSO算法的嵌套环陀螺结构优化设计方法。该方法在传统PSO算法寻优的基础上,引入极值扰动来避免算法陷入局部极值,并针对嵌套环陀螺进行了一定的条件约束,解决了多参数在总和固定情况下的优化问题。改进后的优化算法以机械热噪声为目标函数,在波音设计的陀螺模型基础上对其间隙分布进行了优化实验,并与未优化前进行了性能对比,结果表明,改进后的优化算法使嵌套环陀螺性能显著提高,结构优化设计更加高效简洁,适用于嵌套环陀螺进行各种多参数的优化问题。     

基于DXF的数控切割优化排序算法的研究与实现

采用Visual C++ 6.0开发平台实现了DXF文件读取的接口技术。针对图元排序问题,提出了一种优化排序算法,包括封闭图形的有序化处理、矢量化判断轮廓顺逆方向和包络矩形法结合基于射线法判断轮廓岛屿关系。针对全局路径优化问题,提出一种易于实现的相邻最短路径优化算法,通过实例证实了算法的有效性和实用性。该算法有效缩短了数控切割加工的辅助时间,提高了加工效率,并且能广泛应用于自动编程数控系统中。     

面向可加工性的矩形件优化下料算法

针对目前矩形件优化下料算法侧重追求高材料利用率,而对实际切割成本考虑不足的现状,提出一种既维持高材料利用率,又使下料方案具有较低切割成本的矩形件优化下料算法。算法采用SVC框架和同质条带多级规范方式求解矩形件下料问题。利用条带共边排样的路径优化设计进行切割路径长度的计算,以生产成本（材料成本与切割成本之和）为优化目标得到高材料利用率、低切割成本的下料方案,最后通过实验证实该算法的可行性与有效性。     

STL模型特征面片自适应分层算法*

为获得聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)异步快速成形机所需的加工路径,提出了一种基于特征面片的Stereolithography(STL)模型自适应分层算法。算法根据模型在分层方向上的特征面片和最小加工厚度来确定分层位置和切割平面,无需坐标变换,可沿任意方向直接获取切片两端截面轮廓信息。该算法采用了一种新方法快速分割边界面片,通过轮廓信息整理可得到点轮廓、非闭合环轮廓、闭合环轮廓。闭合环轮廓经三角化后,可封闭切片端面。本文算法均采用Visual C++ 6.0实现,经实验证明运行稳定有效。     

WSN中考虑负载均衡的贪婪寻优中继节点布局算法的研究

针对目前WSN中的中继节点布局算法中忽略负载均衡的问题,首先引入通信路径不可逆等优化模型来进行节点布局;其次,提出阈值法及平均值法来动态更新网络中各路径的负载;然后针对负载均衡与节点数目难两全的问题,提出一种优化贪婪寻优算法,使得在考虑负载的同时,所需节点的数目能尽量减少.测试结果表明,使用不考虑负载的传统贪婪寻优算法以及使用考虑负载均衡的优化贪婪寻优算法进行节点布局时,两种算法所耗费的节点数目相差无几,然而后者却能够使整个网络的负载更为平均,更适合于实际应用中灵活多变、环境复杂的无线传感器网络,具有更深的实际意义.     

一种剖分平面多边形的通用算法描述

提出了一种用梯形来剖分非单调平面多边形的通用算法，算法包括三部分：初始化，梯形化和优化（后处理），所处理的多边形可以包含孔，孔可以嵌套。本算法的时间复杂度是O(n^2log2n).     

基于多目标快速探索随机树的移动机器人巡检路径优化方法

针对移动机器人需要访问多目标的巡检路径规划问题,该文提出一种多目标快速探索随机树路径优化方法。首先,根据提供的环境地图与巡检目标点,该文采用一种 RRT-Connect-ACO 算法得到目标点的巡检顺序和可行路径;然后,通过引入信息子集,对路径进行优化,得到最终的最优路径。实验结果表明,与现有的多目标路径规划算法相比,该方法考虑了地形的影响,得到的最优路径更符合实际情况。     

密集型多轮廓裁片的刀具空行程路径寻优

服装行业中缩短刀具裁剪空行程对于高效裁剪布料具有重要意义。结合服装裁片排列具有轮廓形状复杂、分布密集的特点,将问题转化成广义旅行商问题。基于最大最小蚁群(MMAS)算法提出了一种新的用于裁片刀具空行程路径寻优的算法——密集多轮廓蚁群算法,该算法包括4步:1)用MMAS算法确定初步裁片顺序;2)由裁片顺序寻找各裁片入刀节点;3)将各裁片的入刀节点再次用MMAS进行顺序优化重组得到初步裁剪路径;4)反复迭代第2)步和第3)步以求得最优路径。实验验证了所提算法的有效性,对比现有的扫描算法以及双信息素蚁群(NACS)算法其结果分别提升了60.15%和22.44%,该算法在刀具空行程优化上具有明显优势。     

基于特征的装配尺寸链自动生成及分析的研究

讨论了尺寸和公差的工程语义的表达，提出零件邻接表和尺寸邻接表的装置体分级建模方式，并由封闭环信息优化调整装置体零件邻接表，在此基础上提出了根据产品的装配特征，形状特征，精度特征和指定的封闭环信息自动生成装置尺寸／公差链的算法。     

基于莱维飞行粒子群算法的焊接机器人路径规划

焊接机器人在工业上被广泛应用,焊接的任务规划直接关系到制造效率的提高.点焊机器人路径规划在仅考虑路径长度时可以简化为焊接顺序的优化问题,即旅行商问题.考虑到旅行商问题是NP完全问题,且是离散问题,提出一种结合莱维飞行的粒子群算法并对其进行离散化以求解此类路径优化问题.焊接机器人路径规划仿真结果验证了所提出方案的合理性和可行性.     

密集型多轮廓裁片的刀具空行程路径寻优

服装行业中缩短刀具裁剪空行程对于高效裁剪布料具有重要意义。结合服装裁片排列具有轮廓形状复杂、分布密集的特点,将问题转化成广义旅行商问题。 基于最大最小蚁群(MMAS)算法提出了一种新的用于裁片刀具空行程路径寻优的算法--密集多轮廓蚁群算法,该算法包括4步:1)用MMAS算法确定初步裁片顺序;2)由裁片顺序寻找各裁片入刀节点;3)将各裁片的入刀节点再次用MMAS进行顺序优化重组得到初步裁剪路径;4)反复迭代第2)步和第3)步以求得最优路径。实验验证了所提算法的有效性,对比现有的扫描算法以及双信息素蚁群(NACS)算法其结果分别提升了60.15%和22.44%,该算法在刀具空行程优化上具有明显优势。     

顺序扫描实现程序并行化

提出扩展选择调度,统一处理循环和非循环代码,对它们不加区分但却分别产生软件流水和全局压缩的效果;程序并行化不需要分层简化,只要顺序扫描一遍即可.该方法打破了有环调度和无环调度的界限,是一种基于一般图而不是路径或有向无环图的全局调度算法.它从一个全新的角度来看待多重循环,通过恰当地计算可用集合和活变量集合,实现了多重循环的直接调度,对任意控制流程序都是适用的.     

基于三维表面模型的任意切割算法*

通过对三维表面模型进行切割,人们可以方便地观察物体的内部结构。针对三维表面模型,提出了一种任意切割算法。任意切割过程首先是交互生成切割曲线,生成切割面;然后通过切割面对表面模型进行切割,在切割面上生成交线序列;再由交线序列与切割面边界生成封闭的边界轮廓,确定各边界轮廓间的包含关系;最后对边界轮廓包围的截面区域进行Delaunay三角剖分并着色,得到完整的剖面。实验结果证明了该算法的有效性和可行性。     

基于PKI交叉认证模型的证书路径优化

在支持交叉认证的混合信任模型的基础上,将路径验证加入到路径构建中,提出一种基于深度优先搜索的前向路径构建的优化算法,以及一种在路径验证时调整策略树及验证顺序的路径验证优化算法.该方案提高了交叉证书路径构建和验证的效率,增加了交叉证书的实用性.     

基于嵌套分区算法的立体仓库货位分配优化

根据小型立体化仓库运营特点,基于顺序单目标优化思想,提出一种新的仓库货位分配策略。将考虑存储能耗、货架稳定性、运行效率的多目标仓库货位优化问题,转化为单目标优化,建立了仓库货位优化数学模型。根据数学模型特点,采用嵌套分区算法进行优化求解。通过算例分析证明该分配策略与优化方法,可有效处理多目标仓库库位优化问题,优化效果显著。