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《山东师范大学》 2005年
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遗传算法在计算机辅助设计中的应用

孙海涛  
【摘要】:设计是人类为了实现某种特定的目的而进行的一项创造性活动,是人类得以生存和发展的最基本的活动,它包含于一切人造物品的形成过程之中。设计的最初目的是为了满足人类生存和生活的需要,因而设计以简单实用为目标。随着人类社会的发展,人们在满足了基本需求以后,对于设计的要求也向着个性化,多样化来发展,对于美的追求成了设计的主要目标。 对于创新设计的研究,之前很多学者提出了很多不同的方法,本文在此基础上提出了基于规则的创新设计和基于特征的创新设计。基于规则的创新设计是将遗传算法和具体的CAD 造型技术相结合,以扫略构造实体造型技术中的基本元素作为遗传算法编码的染色体,然后经过进化操作生成具有创新意义的产品。基于特征的创新设计则是一种抽象的设计方式,主要用在遗传算法和产品概念设计结合阶段,将对产品的设计转化为对构成产品特征的定义,利用遗传算法对这些特征加以进化改进;并且展示了对于相同的设计目标,由于特征选择的不同,其产生的设计产品的差异。 本文在前三章首先分析了设计的发展,创新技术的研究现状以及遗传算法的相关理论,这部分在整个理论的结构体系中是必不可少的。对设计技术的发展的研究指明了社会对设计技术的要求是一个逐步增长的过程;对创新技术现状的研究则保证本文的工作没有在机械的重复前人的工作,而是在前人基础上的一个进步;遗传算法的基础理论是本文的基础,本文的研究重点是理论与应用的结合,将已经趋于成熟的理论应用到新的研究领域,发现并解决在应用过程中出现的问题。 当然,本文试验能够成功的完成,与所使用的强大的ACIS 造型工具是分不开的。无论想法多么成熟,都必须拿到实际情况中去验证,而Spatial 公司提供的工具则提供了这么一个强有力的环境,来支撑试验的完成。 第四章讨论了基于规则的创新设计。在实体生成方式中,可以采用体素法,也可以采用面扫略的方式。在ACIS 造型工具中,可以利用函数来构造规则(LAW),然后利用规则来直接产生曲线,利用曲线按照一定的方式来产生面,然后将面按照一定的路径扫略来生成实体;本章就针对生成曲线的函数加以讨论,利用遗传算法的相关理论进行编码和进化操作,然后由用户对产生的子代进行评价,从而产生形式多样的子代实体。 第四章将遗传算法和具体的造型方式相结合,产生了很多形式各样的实体造型。在研究过程发现,遗传算法和计算机辅助设计的结合,就是将遗传算法和设计目标相结合,采取合适的编码方式和进化策略,从而完成创新设计。因而第五章中提出了产品特征的概念,概括包括了产品的状态、功能、行为三大特征,然后针对这三大特征进行编码和进化操作。在本章的结束部分,以实体造型为例,给出了选取的特征不同时,进化产生不同的实体造型效果。 本文在进化技术及其在计算机辅助概念设计中的应用方面进行了探讨,希望能够对
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.72

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李军;基于进化算法的产品造型创新设计研究与实现[D];武汉理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任盛海,吴志忠;遗传算法在阵列天线方向图综合设计中的应用[J];电波科学学报;1996年04期
2 张良震;电路与系统研究中若干新的理论与方法[J];电路与系统学报;1996年01期
3 王靖滨,俞杰,耿卫东,潘云鹤;基于FBS的产品创新设计模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年11期
4 张三元,孙守迁,潘云鹤;基于产品反求工程的产品创新设计方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年11期
5 黄琦 ,孙守迁 ,潘云鹤;一种基于遗传算法的工艺品布局求解算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年10期
6 刘弘,刘希玉,马丽娜;支持进化的计算机辅助设计环境[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年02期
7 李海龙,董金祥,葛建新,何志均;基于约束的装配体技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年03期
8 俞杰,耿卫东,潘云鹤;面向产品创新设计的CAD方法综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年02期
9 孙守迁,包恩伟,潘云鹤;基于组合原理的概念创新设计[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年03期
10 高丽萍,刘弘,孙海涛;支持创新设计的多Agent系统[J];计算机应用研究;2003年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立涛;;论反求工程技术对汽车产业发展的作用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年03期
2 王忠群;李钧;刘涛;王勇;胡平;;面向目标和基于活动效用的组织知识创新模型[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期
3 林彩霞;刘锡国;崔岸;林红序;;基于ACIS平台的轿车前翼子板参数化设计[J];兵工自动化;2005年06期
4 王军玲,王希华;关于类比推理研究的一点哲学思考[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);1999年03期
5 朱煜,孟飚,张华,张永忠;并联机构组合式自动建模研究[J];北京航空航天大学学报;2003年09期
6 来振华,孙守迁,熊云飞,李中扬;基于顺向工程与逆向工程结合的创新产品设计流程规划[J];包装工程;2004年02期
7 张伟社;杨小安;张明春;;基于逆向工程的ATV造型创新设计[J];包装工程;2008年01期
8 任刚;唐红科;;功能组合型产品概念设计方法探讨[J];包装工程;2008年01期
9 蒋雯;;产品创新设计理论与方法综述[J];包装工程;2010年02期
10 徐景辉;苑伟政;常洪龙;谢建兵;;一种新型三维实体到标准工艺版图的转换方法[J];传感技术学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 王立涛;;论反求工程在汽车产业发展中的作用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 朱清超;王炳和;;文化算法在次声聚焦中的应用[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年
3 张翀;杨世瀚;;基于自由度分析的装配体约束求解[A];全国第十届企业信息化与工业工程学术年会论文集[C];2006年
4 王玉新;王丽军;段路茜;;三维虚拟机械创新设计自动化方法的研究[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
5 翟洪军;;电火花线切割中轨迹与模型相关技术初步研究[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
6 游贤伦;罗尧治;;基于表达式定义的钢结构节点三维实体建模方法[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
7 范瑜;金荣洪;徐烨;;一种改进的遗传算法及其在阵列天线方向图综合中的应用[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
8 翟洪军;;电火花线切割中轨迹与模型相关技术初步研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文;支持建筑造型概念设计方法的研究与应用[D];山东师范大学;2011年
2 于慧伶;基于TRIZ的刨纤类人造板调施胶优化及创新设计方法研究[D];东北林业大学;2009年
3 梁艳红;基于专利挖掘的创新设计关键技术研究[D];河北工业大学;2011年
4 刘志国;车身覆盖件冲压模型面参数化设计关键技术研究[D];吉林大学;2011年
5 刘光伟;数字化露天矿虚拟开采模型构建技术及应用研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 吴志军;基于产品符号认知的创新设计过程模型构建与应用研究[D];江南大学;2011年
7 张晓峰;可重构智能制造系统的基础研究[D];南京航空航天大学;2001年
8 刘振宇;面向过程与历史的虚拟环境中产品装配建模理论、方法及应用研究[D];浙江大学;2002年
9 邢建国;定制生产下工艺可重用理论、方法及关键技术研究与应用[D];浙江大学;2002年
10 陈亚华;基于快速设计策略的产品概念设计理论及方法研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭光;功能—结构双向创新方法的商空间模型[D];浙江大学;2010年
2 屈会雪;面向工程分析的模型转换技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 于汉超;遗传算法及其在3D动漫造型设计中的应用研究[D];山东师范大学;2011年
4 李常;基于设计实例的广义M-J集自动绘制方法研究[D];山东师范大学;2011年
5 门超;基于进化艺术的边框纹样设计研究与应用[D];山东师范大学;2011年
6 董春龙;基于计算智能的创新概念设计研究及应用[D];山东师范大学;2011年
7 苑金海;基于遗传算法的插花艺术设计研究[D];山东师范大学;2011年
8 陶峰;锥双螺杆专用CAM系统的研发与设计[D];沈阳工业大学;2011年
9 徐金鑫;单元测试模式的AutoCAD三维图形自动评判技术研究[D];河北科技大学;2011年
10 周倩;基于多值词汇语义相似度的SME模型改进[D];河南大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李庆荣;CAD三维造型技术在产品设计中的应用[J];大众科技;2005年08期
2 朱心雄,张鲜;CAD/CAM中自由曲面造型技术的发展和问题[J];工程图学学报;1994年02期
3 周济;深化CAD技术应用提高中小企业产品创新设计能力[J];计算机辅助设计与制造;1999年02期
4 赵红雁;CAD技术的发展趋势及其相关技术[J];计算机辅助设计与制造;2001年12期
5 黄琦 ,孙守迁 ,潘云鹤;一种基于遗传算法的工艺品布局求解算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年10期
6 刘弘,刘希玉,马丽娜;支持进化的计算机辅助设计环境[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年02期
7 彭维 ,叶修梓 ,陈志杨;国际CAD产业格局与新兴的CAD技术公司[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年10期
8 刘弘,刘希玉,唐明晰,John Hamilton Frazer;支持外观造型创新设计的计算机辅助设计环境[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年10期
9 俞杰,耿卫东,潘云鹤;面向产品创新设计的CAD方法综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年02期
10 俞杰,耿卫东,潘云鹤;面向产品创新设计的CAD原型系统─CMCAD[J];计算机应用研究;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 冯力;支持机械创新设计CAD方法的探索[D];西安电子科技大学;1999年
2 蔡鸿明;用于创新设计的人脑模型体系构造及知识生成[D];西北工业大学;2002年
3 宋保华;面向产品概念设计的智能草图研究[D];西北工业大学;2003年
4 黄琦;基于产品风格认知模型的计算机辅助概念设计技术的研究[D];浙江大学;2005年
5 赵婷婷;基于直觉启发和改进遗传算法的形状概念设计[D];大连理工大学;2006年
6 李晓武;支持产品创新设计CAD造型关键技术研究[D];北京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高丽萍;支持创新概念设计的计算机辅助设计系统研究[D];山东师范大学;2005年
2 江海燕;基于GP的创新设计技术研究及应用[D];山东师范大学;2006年
3 赵瑾;基于TRIZ进化理论的外形创新设计系统研究[D];电子科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 惠英超;基于案例的产品造型创新设计方法与CAD实现技术[D];长安大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李珅,徐维朴,郑南宁,王辉;一种新的基于遗传算法的快速运动估计方法[J];电子学报;2000年06期
2 张岗;智能产品模型的建模原理与实现[J];计算机辅助设计与制造;1996年05期
3 王金敏,王玉新,查建中;布局问题约束的分类及表达[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年05期
4 刘弘,郑明春,冯梅;设计环境中共享学习机制的研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年11期
5 何发智,高曙明,王少梅,孙国正;基于CSCW的CAD系统协作支持技术与支持工具的研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年02期
6 刘弘,刘希玉,马丽娜;支持进化的计算机辅助设计环境[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年02期
7 杨晨晖,应道宁;变动产品模型及其研究内容[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年01期
8 王金敏,马丰宁,陈东祥,查建中;一种基于约束的布局求解算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年02期
9 孙守迁,包恩伟,潘云鹤;面向产品布局设计的组件特征模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年01期
10 孙守迁,包恩伟,潘云鹤;基于组合原理的概念创新设计[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周淑娟;;遗传算法与人工神经网络在流体机械研究领域中的应用[J];廊坊师范学院学报(自然科学版);2011年02期
2 郑自然;刘希玉;;基于遗传算法的适合纹样花卉图案设计方法[J];山东师范大学学报(自然科学版);2006年03期
3 刘弘;崔巍;;支持概念设计的多代理环境[J];计算机集成制造系统;2006年06期
4 吴海龙;刘希玉;向来生;;基于遗传算法的骨骼结构模型概念创新设计[J];计算机应用;2011年04期
5 敬石开;程云勇;张定华;杨海成;;一种区域公差约束的叶片模型配准方法[J];计算机集成制造系统;2010年04期
6 张小芹;王海芳;孙磊;;基于神经网络及遗传算法的齿轮优化设计软件[J];机械设计与制造;2010年10期
7 高华;;基于遗传算法的线路纵断面初始方案的产生[J];铁道勘察;2008年05期
8 高运芳;;Pro/E中快捷键自定义的方法及使用技巧[J];科技信息(学术研究);2008年19期
9 张晓东,张强,周鹤法,韩规划;三维实体造型特殊问题探讨──机械CAD技术的理论(方法)与实践(四)[J];石油机械;1997年09期
10 刘进,刘希玉;遗传算法在计算机辅助设计中的应用[J];计算机应用与软件;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王一飞;杨公训;;免疫PID控制器遗传优化方法的研究[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
2 于超;刘弘;;基于遗传算法的分形艺术图案生成[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(二)[C];2005年
3 徐万红;张国忠;马世骁;;车身曲面建模的设计方法[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
4 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
5 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
6 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
7 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
8 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
9 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
10 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李学华;国际计算机辅助设计与机器人会议召开[N];科技日报;2010年
2 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
3 吴海荣;省太湖所44名矫治人员通过职业技能考评[N];江苏法制报;2010年
4 本报记者 叶昌元;将智慧集成 让行业共享[N];中国建设报;2009年
5 日报见习记者 兰天 记者 谭彦斌;CG初萌“就业花蕾”[N];柳州日报;2009年
6 展如;3D时代,我们的生活[N];经济观察报;2010年
7 ;CAD[N];中国计算机报;2003年
8 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年
9 本报记者 许盼;把软件真正用起来[N];中国电力报;2009年
10 周聪;技术和责任是“普金利玻璃切割机”的灵魂[N];中华建筑报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
2 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
3 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
4 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
5 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
6 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
7 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
8 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
9 田方;遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用[D];东北大学;2006年
10 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙海涛;遗传算法在计算机辅助设计中的应用[D];山东师范大学;2005年
2 高华;基于遗传算法和多目标决策体系的公路选线整体优化[D];中南大学;2007年
3 薛守栋;无刷励磁机的优化设计计算研究[D];山东大学;2006年
4 潘登;遗传算法及多目标决策方法在铁路线路整体优化中的应用研究[D];中南大学;2007年
5 宋佳;遗传算法在计算机辅助沙发设计中的研究与应用[D];山东师范大学;2007年
6 易新建;草坪喷灌系统管网优化研究与CAD软件开发[D];湖南农业大学;2006年
7 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
8 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
9 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
10 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
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