基于Steiner树的复杂电缆网布线的多目标粒子群优化方法研究

基本信息
批准号:51705246
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:张丹
学科分类:
依托单位:南京航空航天大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:薛善良,张华,魏涛,展阔杰,王维,耿琪
关键词:
粒子群优化算法自动布线斯坦纳树电缆网多目标优化
结项摘要

Cable harness configuration and routing planning (CHCRP) is one of the mostcomplicated and time-consuming work in the development of complex mechanical and electrical products, so its automated layout routing and optimization will improve the design efficiency and quality of product effectively. However, there are few applications of the automated routing technology in engineering owing to the problems of the present researches such as little consideration of cable harness routing process, difficult to get the global optimal configuration and path, and lack of multi-objective optimization method for cable harness routing. For the defense development requirement, this subject will research the multi-objective particle swarm optimization method for cable harness layout routing based on Steiner tree. A novel multi-objective optimization problem (MOP) model of CHCRP with engineering rules constraint is to be presented. With the import of Pareto optimal solution concept, to design the multiple objective particle swarm optimization (MOPSO) for CHCRP by research the key technology such as the modified particle coding, updating, best solutions selecting, and etc. The optimization mechanism of the presented MOPSO for CHCRP problem is to be revealed by the evolutionary status detection technology of the population to be researched, and the study will obtain high performance MOPSO for CHCRP by the improve strategies. At last the validation of research mentioned above will be verified according to some practical cable harness routing problem cases. The subject supplies novel research thinking and theoretical support for the routing scheme optimization and assembly performance analysis for cable harness, which has important practical significance and values for realizing the rapid and low cost product development.

电缆网的布线设计是复杂机电产品研发中最复杂、最耗时的部分之一,其自动布线及布局设计优化可有效提高产品设计效率和质量。然而目前的研究存在布线工艺考虑不足,难以得到全局最优的结构和路径,以及缺少布线多目标优化方法的问题,制约了自动布线技术的工程应用。本课题结合国防研制需求,拟开展基于Steiner树的复杂电缆网布线的多目标粒子群优化方法研究。提出新的工程规则约束的电缆网布线多目标优化问题模型;引入Pareto最优解概念,基于粒子群算法设计电缆网布线的多目标优化算法,研究新的粒子编码、运动策略和最优解选择策略等关键技术;研究算法进化状态的检测技术,揭示基于粒子群算法的复杂电缆网布线多目标优化机制,并研究算法性能的改进技术,得到高性能的布线多目标粒子群优化算法,并结合布线问题实例进行算法的有效性验证。本课题的研究将为电缆网自动布线的优化设计提供新的研究思路和理论支持,具有重要的理论价值和工程意义。

项目摘要

复杂机电产品中电缆网布局的优化设计需要同时满足结构、工艺、电气和成本等多方面的设计需求,是极具挑战性的难题。针对目前研究中该优化问题的描述缺乏实际工程设计准则、优化求解质量和效率不足的问题,本项目系统研究了基于Steiner树的复杂电缆网布线的多目标粒子群优化方法。研究了机电产品布线离散空间模型的建模和预处理技术,基于Steiner树构建了电缆网布线的信息模型,建立了具有共性工程规则约束的电缆网布线多目标优化问题的数学模型;研究了电缆网MBD模型的参数化自动建模技术,并设计开发了基于Creo和CATIA等典型商用CAD平台的自动建模接口;针对电缆网布局多目标优化问题中离散/非解析/无梯度/NP-hard的难求解特性,提出了基于MOPSO/D的电缆网布局多目标优化方法,其中通过对种群在优化中的运动监测,分析获得了算法操作对解集收敛性与分布性的影响,揭示了粒子群算法在电缆网布线问题中的多目标优化机制;设计开发了电缆网布局自动优化原型系统,并针对实际布线问题实例对算法的有效性和性能进行了验证。本项目研究成果为电缆网的布线自动设计技术提供了新的理论和方法支撑,也有望为航空航天等领域的复杂机电产品的研制提供必要的技术支持和保障,具有重要的国防应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019
2

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
3

物联网中区块链技术的应用与挑战

物联网中区块链技术的应用与挑战

DOI:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.01.002
发表时间:2020
4

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

DOI:10.19783/j.cnki.pspc.200521
发表时间:2021
5

一种改进的多目标正余弦优化算法

一种改进的多目标正余弦优化算法

DOI:
发表时间:2019

张丹的其他基金

批准号:41572271
批准年份:2015
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30572453
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:81800075
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272315
批准年份:2012
资助金额:87.00
项目类别:面上项目
批准号:81270664
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81901445
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901259
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11202124
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301336
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61873237
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61403341
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702658
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81903434
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502554
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202754
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41771039
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81001430
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61107023
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41401032
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81904203
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503339
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31760388
批准年份:2017
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21202209
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600478
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771535
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:51306148
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40702045
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372102
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81773718
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:10847144
批准年份:2008
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41601094
批准年份:2016
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31702003
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701513
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602680
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901604
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101151
批准年份:2011
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602611
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40871111
批准年份:2008
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:81170310
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61875170
批准年份:2018
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:51804104
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071531
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:41701105
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11501193
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40741004
批准年份:2007
资助金额:13.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81471421
批准年份:2014
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:41601602
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901520
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41571315
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:51904283
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

非曼哈顿结构下带粒子群优化的VLSI总体布线算法研究

批准号:11141005
批准年份:2011
负责人:陈国龙
学科分类:A0406
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
2

电缆虚拟布线设计与装配工艺规划新方法研究

批准号:50805009
批准年份:2008
负责人:刘检华
学科分类:E0510
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于高维多目标粒子群算法的飞行器气动优化设计方法研究

批准号:11602226
批准年份:2016
负责人:李静
学科分类:A0903
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于粒子群优化的多目标智能算法及应用研究

批准号:61561001
批准年份:2015
负责人:高岳林
学科分类:F0113
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目