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基于遗传算法的船体零件切割路径优化及系统设计
| 论文题名： | 基于遗传算法的船体零件切割路径优化及系统设计 |
| 关键词： | 船体建造;零件切割;路径进行优化;遗传算法;最小生成树;局部优化 |
| 摘要： | 船体零件切割是船体建造的基础工序，在数控切割机逐渐普及的时代，传统的切割方式限制了切割机的工作效率。针对切割过程中空走路径过长，点火次数过多的问题，同时兼顾切割的质量，本文提出一种混合优化的方法。按照套料图上零件的尺寸，将零件轮廓按规格分成大小两种类型，分别对这两类零件的切割路径进行优化。 首先将套料图上的小零件按其相对位置分成数个区域，对于每个区域上的小零件，基于欧拉定理，建立一种连续切割模型，同时对零件图形进行预处理，引入一种自动搭桥技术，便于小零件间形成完整的欧拉回路。然后将连续切割模型转换成最小生成树问题，并利用遗传算法对最小生成树问题进行求解。根据遗传算法的特性，引进了新的编码方式和遗传算子。实例证明连续切割方式具有很好的优化效果。 考虑到连续切割方式可能会对大零件的切割质量造成影响，待各区域小零件优化完成后，先将各区域的小零件分别统一成整体，然后将大构建与其内部嵌套零件进行分层处理，再将两者一起采用传统方式切割，优化割嘴空走路径。将传统切割模型转换成广义商旅问题，利用遗传算法求解。针对遗传算法的缺点，提出了局部优化的策略，并通过实验选择合适的遗传参数。最后通过实例证明了算法的可靠性。 基于上述原理，建立了船体零件自动切割路径优化系统，并选取零件数不同套料图进行优化仿真，计算系统的优化效率。 |
| 作者： | 刘水明 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 茅云生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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