收藏本站
《华中科技大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向机构构型设计的进化设计原理和方法的研究

李洪杰  
【摘要】:经济全球一体化导致市场竞争愈加激烈,提高产品质量与缩短产品研发周期是提升产品竞争力的有效手段。机构构型设计是众多机械产品创新设计的关键步骤,而传统设计采用自上而下、顺序决策的方式,延长了设计周期降低了效率; 设计的局部修改也会产生链式反应,使得设计柔性与敏捷性相对不足,因此传统设计方法难以从根本上满足复杂产品创新设计的要求。借鉴生物进化趋优机制,通过对生命现象与规律的泛化,提出一种面向机构构型设计的进化设计原理与方法,以提高设计的柔性、灵活性、快速响应能力和自动化水平,满足新产品开发的需要。 在吸收和采纳已有理论和方法的基础上,对该方法进行系统研究:阐明了复杂构型设计的进化设计方法的基础原理,明确了进化设计在设计领域内的概念涵义,规范了进化设计的相关定义及其表述,给出了进化设计的一种统一表达式,将进化设计的核心问题归结为进化设计路线的获取和设计基因的进化操作,从而建立了该进化设计方法的概念框架体系。 提出了基于约束网络的进化设计路线获取策略。将设计视作约束满足问题,对设计过程中的各种约束进行划分、归类和表达,建立设计约束系统; 通过约束关系连接获得进化设计的约束网络,由设计基因参与的约束网络运算得到设计约束链,借助于设计知识进行约束链解析,从而获得进化设计路线。上述方法可通过构建不同的约束网络获得不同的有效约束链,使进化路线具有多样性,可为设计方案的创新提供多重选择路线。 鉴于演化的不同需求,给出了设计基因的两种进化操作方式:进化设计基因模型和基于MAS 环境的进化机制。前者以方案设计的功能构造和结构的优化配置为核心,对功能需求进行形式化描述,建立设计的功能构造矩阵,对功能基因进行统一表达,给出了基因操作机制,建立起进化设计基因模型,实现了设计的自组织功能。后者以方案演化设计问题为核心,探讨了基于分布式人工智能的多Agent 技术与进化设计原理上的相似之处,给出Agent 类型与功能模型,进一步明确了面向复杂设计的MAS 工作原理和基因Agent 的相关进化规则。在此基础上,开发了面向机构构型设计原型系统,包括设计基因选取、进化路线选择、进化操作等功能模块。 对进化设计的两个相关问题进行研究。连杆曲线的进化识别方法通过将图谱匹配转换为模式识别,通过遗传算法对曲线特征进行处理,实现了对机构图谱的有效识别; 进化设计的混沌控制从理论上分析了设计中混沌现象产生的原因,给出了利用局部动力学对设计中的混沌现象进行控制的方法,以推动进化设计演化向期望方向发展。 以飞剪机剪切机构的构型设计为例,利用上述进化设计原型系统,实现了剪切机构方案的设计,该实例运行结果验证了本文提出方法在理论上的可行性和实践中的有效性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH122

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 包志炎;定制产品进化设计原理与方法研究[D];浙江工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 苏力;基于遗传算法的桥式起重机结构进化设计[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨浩,周守昌,王桂兰;脑电信号混沌态的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年01期
2 肖人彬,周济,王雪;分形设计:复杂产品设计的新途径[J];高技术通讯;1997年01期
3 蔡自兴;人工智能学派及其在理论、方法上的观点[J];高技术通讯;1995年05期
4 周焰,李德华,王祖喜;可能性构造空间理论中选择模型的研究[J];华中理工大学学报;1998年08期
5 李德华,王祖喜,周焰;创造性思维中可能性构造空间的特性分析[J];华中理工大学学报;1998年06期
6 李德华,周焰,王祖喜;可能性构造空间理论中选择机理的研究[J];华中理工大学学报;1998年06期
7 黄文奇,金人超;求解SAT问题的拟物拟人算法—Solar[J];中国科学E辑:技术科学;1997年02期
8 毛权,肖人彬,周济;CBR中基于实例特征的相似实例检索模型研究[J];计算机研究与发展;1997年04期
9 钟绍春,刘大有,陈建中;开放、自适应、分布式多Agent系统[J];吉林大学自然科学学报;1996年01期
10 薛宏涛,沈林成,朱华勇,常文森;基于协进化的多智能体系统仿真框架及其面向对象设计与实现[J];机器人;2001年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 石怀荣;基于毕业设计质量的探讨[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年05期
3 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
4 张润梅,龚剑,章曙光;机器人足球赛相关技术研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
5 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
6 贾文友;刘莉;王幼民;;机构创新设计在型面联接中应用研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期
7 张建荣;马广;;现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用[J];安徽农学通报;2007年05期
8 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
9 李天星;;生物进化背景下人类的可持续发展[J];安徽农业科学;2010年06期
10 张昭;何东健;;基于计算机视觉的竹块颜色分类方法研究[J];安徽农业科学;2010年26期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
7 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
8 何非;装配制造系统复杂特性建模及其应用研究[D];华中科技大学;2010年
9 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
10 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 顾之宇;自动钻铆系统的模块化设计及其实现方法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
7 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
8 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
9 孙嘉;基于AGENT的旅游电子商务模型研究[D];山东科技大学;2010年
10 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟伟;韩学东;洪炳镕;;蜜蜂进化型遗传算法[J];电子学报;2006年07期
2 赖忠喜;王伟麟;;VC++与MTALAB的混合编程的研究[J];福建电脑;2010年03期
3 刘志方,邢国雷;工程实用的遗传算法结构优化设计[J];工程建设与设计;2005年01期
4 冯培恩,朱爱华,陈泳,张帅,何斌;产品基因及其在能量转换功能求解中的应用[J];工程设计学报;2004年03期
5 祁国宁;顾新建;;大批量定制——21世纪制造业的主流生产模式[J];国际学术动态;2006年06期
6 刘小鹏,张卫国,钟毅芳;机床模块化设计中的模块创建及应用[J];华中理工大学学报;2000年05期
7 何升,袁清珂,何升华,王约庚,李炳田,张珠文;基于产品族的产品设计平台[J];机床与液压;2003年04期
8 陈洪武;曹守启;许哲;赵波;;机械产品基因研究[J];机床与液压;2009年04期
9 陈昆昌,陈子辰;大批量定制产品仿生建模基础[J];机电工程;2005年07期
10 王世伟,谭建荣,张树有,纪杨建;基于GBOM的产品配置研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 肖刚;面向大批量定制的产品族进化理论与繁殖方法研究[D];浙江工业大学;2011年
2 陈洪武;基于基因工程的机械产品设计理论与技术研究[D];山东大学;2005年
3 楼健人;产品可拓配置变型与进化设计技术研究[D];浙江大学;2005年
4 尚勇;基于产品基因的概念设计理论及关键技术研究[D];山东大学;2007年
5 王吉华;基于特征函数的产品造型进化设计研究[D];山东师范大学;2009年
6 苏楠;基于可拓逻辑的产品族配置设计方法[D];浙江工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈飞婷;基于遗传算法的变幅机构的设计[D];武汉理工大学;2004年
2 朱爱华;能量转换系统概念设计自动化理论与实现的研究[D];浙江大学;2004年
3 姜封国;基于遗传算法的结构可靠性优化问题的初步讨论[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 曾春;基于ANSYS的桥式起重机桥架结构有限元动态分析研究[D];武汉理工大学;2006年
5 李明星;基于遗传算法的门座起重机变幅系统优化设计[D];武汉理工大学;2006年
6 吴瑞;基于遗传算法的模糊神经网络控制器的优化以及MATLAB与VC数据交换的研究[D];西安理工大学;2007年
7 姚锁宁;基于MATLAB/VC的教学评估系统研究与开发[D];西安理工大学;2008年
8 王凯;一种汽车造型特征设计的进化方法[D];湖南大学;2009年
9 岳亮亮;基于MATLAB和VC++混合编程的汽车动力与传动系统匹配研究[D];武汉理工大学;2010年
10 吴虎;基于MATLAB遗传算法工具箱的组合涡旋型线优化[D];兰州理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘成鑫;港口门座起重机四连杆组合臂架结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖人彬,陈材侃;一类低速船舶兴波阻力的数值研究[J];华中理工大学学报;1992年03期
2 李德华,周焰,王祖喜;可能性构造空间理论中选择模型的实例分析[J];华中理工大学学报;1998年08期
3 肖人彬,胡维刚,周济,余俊;设计过程的一种描述性模型[J];华中理工大学学报;1996年02期
4 李德华,王祖喜,周焰;创造性思维中可能性构造空间的特性分析[J];华中理工大学学报;1998年06期
5 李德华,周焰,王祖喜;可能性构造空间理论中选择机理的研究[J];华中理工大学学报;1998年06期
6 李未,黄文奇;一种求解合取范式可满足性问题的数学物理方法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年11期
7 师汉民;现代刀具切削过程中的排屑干涉[J];中国科学E辑:技术科学;1999年02期
8 毛权,肖人彬,周济;CBR中基于实例特征的相似实例检索模型研究[J];计算机研究与发展;1997年04期
9 薛宏涛,叶媛媛,沈林成,常文森;多智能体系统体系结构及协调机制研究综述[J];机器人;2001年01期
10 薛宏涛,沈林成,常文森;PTS领域中的Agent体系结构设计与实现[J];计算机工程与应用;2000年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 钱志勤;人机交互的演化设计方法及其在航天器舱布局方案设计中的应用[D];大连理工大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄水生,李国生;课程体系和教学内容改革的实践探索[J];工程图学学报;2001年03期
2 赵耀虹;王吉昌;;工程图学中组合体的构型设计探讨[J];机械工程与自动化;2008年05期
3 秦健;;机械制图组合体的构型设计探讨[J];装备制造技术;2008年02期
4 段国林,林建平,张满囤,齐红威;组合夹具计算机辅助构型设计[J];河北工业大学学报;2004年02期
5 李琦;刘红军;;基于刚柔结合的四自由度并联机构构型设计[J];机械工程师;2008年07期
6 李琦;;基于ADAMS的新型并联机构运动学仿真[J];工具技术;2010年08期
7 翁舟跃;张晓君;;用于溢油处理SWATH的设计概述[J];中国水运(下半月刊);2011年01期
8 陈锦昌;陈炽坤;邓学雄;刘林;;基于构型设计的工程图学教学体系的探讨[J];工程图学学报;2006年05期
9 唐生勇;张世杰;张育林;陈闽;;姿轨一体化控制航天器推力器构型设计[J];航天控制;2010年03期
10 刘建英;李林峻;;构型设计教学在工程图学课程教学中的研究[J];科技信息;2010年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高悦;;关于组合体构型设计的原则和类型[A];第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(上册)[C];2004年
2 谭家祥;;制图课开展构型设计培养学生创新能力的认识与实践[A];高教改革研究与实践(上册)——黑龙江省高等教育学会2003年学术年会论文集[C];2003年
3 崔凯;杨国伟;;全参数化高超声速乘波飞行器构型设计[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
4 傅冰梅;张肇铭;;折叠式网架结构的构型设计及内力分析[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
5 史静;朱胜利;;教学思维研究与“工程制图”课程的结合[A];第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(上册)[C];2004年
6 侯洪生;谷艳华;文立阁;林玉祥;;基于三维数字化的工程图学课程体系改革与实践[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
7 鄢昌渝;吴建军;刘洪刚;何振;;抛物型激光推进光船构型设计与特性分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 张欢;魏巧丽;杨斌;由世俊;;天津地区住宅建筑南向墙遮阳板构型设计[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(2)[C];2004年
9 崔凯;杨国伟;;一种机体/发动机一体化构型概念方案[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
10 薛素铎;刘景园;;可展开折叠式空间结构的研究现状与展望[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹光明;机械产品概念设计建模及求解策略的研究[D];华中科技大学;2005年
2 罗继曼;少自由度并联装备构型及约束链研究[D];东北大学;2006年
3 杨斌久;少自由度并联机床约束链的若干问题研究[D];东北大学;2006年
4 金亮;高超声速飞行器机体/发动机一体化构型设计与性能研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 李建民;微创机器人机构设计方法与主从映射策略研究[D];天津大学;2012年
6 姚太克;一类三自由度并联机构的特性研究与优化设计[D];中国科学技术大学;2013年
7 李洪杰;面向机构构型设计的进化设计原理和方法的研究[D];华中科技大学;2004年
8 王卫忠;可重构模块化机器人系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 吴文强;可重构模块化机器人建模、优化与控制[D];华南理工大学;2013年
10 唐伯雁;自攀爬幕墙清洗机器人机械机构的设计与研究[D];北京工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘旭;铣削工业机器人在自由曲面仿形加工中的应用研究[D];北京交通大学;2008年
2 王永甲;可重构模块化机器人构型设计理论与运动学研究[D];南京理工大学;2008年
3 黄旭;并联式六维地震模拟振动台的设计与研究[D];上海交通大学;2012年
4 孔康;一体式微创外科手术机器人机构设计及研究[D];天津大学;2012年
5 肖洪;乘波机的构型设计与优化[D];西北工业大学;2003年
6 于兰;一种3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构设计、分析与控制[D];华侨大学;2012年
7 周玲丰;机床结构静动力分析与典型部件构型设计[D];大连理工大学;2011年
8 杨斌;天津地区住宅建筑南向墙遮阳板构型设计及节能潜力分析[D];天津大学;2003年
9 杨长牛;力封闭自适应机械的设计综合[D];重庆大学;2006年
10 王勇;“TXZ”微小卫星结构设计与分析[D];南京航空航天大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026