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基于遗传算法的船体曲线曲面光顺方法的研究
| 论文题名： | 基于遗传算法的船体曲线曲面光顺方法的研究 |
| 关键词： | 基于遗传算法;船体;曲线曲面光顺;自动设计;优化目标函数;光顺问题;优化问题;光顺准则;自动光;搜索求解;简单遗传算法;基础;优化方法;智能;约束条件;应用准则;样条曲线;研究成果;选择算子;算法实现 |
| 摘要： | 船舶智能CAD/CAM是目前国内外研究的热点问题，船体曲线曲面的自动设计与光顺问题一直是船舶智能CAD/CAM的瓶颈问题。虽然经过多年的研究和发展，船体曲线曲面的自动设计光顺已经有了相当的进步，但目前的研究成果与现实的需要还有一定差距。要真正达到完全理想的船体曲线曲面自动设计光顺是一项较困难又复杂的工作。因此，本文的主要目的是力图研究一种船体曲线曲面自动光顺的方法。 本文首先分析了曲线曲面光顺问题的国内外研究现状，从设计角度对船体曲线曲面光顺进行深入地剖析，然后将船体曲线曲面的光顺问题转化为一优化问题，提出了优化问题的数学模型，并采用遗传算法对该问题进行了求解。 本文根据船体曲线曲面的设计特点，在一般平面曲线光顺准则的基础上扩展、明确、细致其内容，并对适用于小挠度船体曲线的光顺准则进一步改进，得到适用范围更为广泛的针对船体参数B样条曲线的光顺应用准则，可适用于大挠度船体曲线。在此基础上，以整体光顺思想为中心，把船体曲线的B样条控制顶点作为变量，基于能量光顺法，加以特定约束条件，建立了适用于船体曲线自动光顺的优化目标函数。为求解建立的目标函数，选择遗传算法作为优化方法，并在简单遗传算法基础上，对其编码方式、交叉算子、变异算子和选择算子等操作进行有针对性地改进，得到了针对船体曲线曲面设计光顺的且适合高维多峰函数的改进遗传算法，进而对船体曲线进行光顺。将船体曲线整体光顺的思路加以扩展，应用至船体曲面的整体光顺，以网格能量法加以特定约束建立优化目标函数，再用改进遗传算法实现搜索求解。本文基于VC＋＋及OpenGL环境实现了程序设计，并以实船数据加以验证，结果表明本文方法对船体曲线曲面的光顺效果良好。 |
| 作者： | 江峰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计与制造 |
| 导师： | 赵成璧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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