利用用户定义特征实现基于约束设计

提出了基于约束的用户定义特征 (U ser Defined Feature,UDF)定义与实例化的通用机制及基于约束的特征库管理 ,并应用于国产 CAD/ CAM软件金银花 (L onicera)系统 ,以航空发动机转子为例 ,建立了转子特征库 ,对系统功能进行了验证 .该项工作既为详细设计阶段考虑装配约束和制造约束提供了方便 ,提高了设计效率 ,也为将用户定义特征与产品功能相联系。

基于约束图谱旋量分析方法的调平机构约束设计

约束图谱分析方法从自由度和约束的视角处理机械设计问题,由于自由度和约束概念的一般性,因而该方法对机械设计问题具有广泛的指导意义。从刚性机构及机械接口通用设计方法角度,将旋量理论应用于约束图谱分析方法研究,采用纯力旋量表示点接触约束,采用运动旋量表示自由度,给出约束图谱分析几何概念的旋量描述;基于互易旋量,提出自由度超平面的概念,用以描述点接触约束的单向性,给出并联机构自由度分析及串联机构约束分析方法;在此基础上,提出自由度线等价原则及自由度约束互补原则的代数基础,由此形成集成几何概念的约束图谱旋量分析方法。以光刻机调平机构为例开展应用研究,指出常用2-SPS&1-SP调平机构欠约束和欠确定运动问题,进而提出1-PSV&1-PSE&1-S调平机构,介绍约束图谱旋量分析方法在机构约束设计问题中的应用。

一种基于约束设计的面向对象描述方法

在面向制造的设计中，设计的关键问题是机械约束的抽象、分类、描述和检测。机械约束决定了零件的可制造性。在对机械约束进行了系统分类的基础上，详细讨论了机械约束对设计的影响，提出了一种零件基于约束设计的面向对象的描述方法。

基于专利性设计约束的产品可专利性设计方法

可专利性设计是实施专利布局的基础,在设计期间引入专利性设计约束的事前研究领域较为欠缺。文中确定了专利知识表征方式并建立了概念-关系-实体(Concept-Relationship-Entity,CRE)可专利性方案构成模型;基于专利知识和专利三性(实用性、新颖性及创造性)的专利性设计约束进行了构建过程及设计决策路径研究,并构建了可专利性设计过程模型。以沼气制备装置为例,验证了可专利性设计方法的可行性。试验结果表明:在设计过程中引入专利性设计约束避免了事后评估所造成的时间和经济损失,为产品可专利性设计提供了新路径。

一种约束工程设计问题的入侵性杂草优化算法(英文)

提出了一种新颖的求解约束问题的群智能优化算法.该算法模拟杂草克隆、占地生长与繁殖的自然行为,具有入侵性杂草的鲁棒性、适应性和随机性等特点,算法简单而有效,具有准确的全局搜索能力.结合罚函数方法将提出的算法应用于求解工程设计优化问题,实验结果及比较表明提出的算法获得了更优的结果,同时也显示了它在求解复杂工程设计优化问题时的全局寻优能力.进一步实验与统计分析了关于参数选择对算法性能的影响,得到了有利参数选择的结论.

基于约束网络的机械产品设计方法原理

将产品设计看作为约束满足问题,提出基于约束网络的产品设计方法。通过对设计过程中涉及的变量和约束进行研究,并结合设计环境和设计本体系统理论,抽象出设计约束系统表达设计实质。对产品设计过程中的约束进行分类,通过用图论表示并进行网络构造,在统一约束机制下通过网络运算获得设计链。提取设计链信息得到概念设计方案,为实现机械产品设计自动化提供新途径。

多学科设计优化方法在水下无人航行器中应用

为了提高水下无人航行器工作的可靠性和稳健性,本文采用多学科设计优化方法开展航行器的总体设计优化。首先开展水下航行器在总体设计阶段的学科设计,分析了各学科内部的模型和计算方法,明确了各学科输入、输出和耦合关系;开展了学科内参数建模,确立了总体设计的设计变量、系统参数和约束条件。然后以航行器质量最轻和机动性能最强为优化目标,获得设计变量计算最优解和优化设计主要输出结果值。设计变量优化计算值有效提高设计方案满足约束的能力,优化设计主要输出结果为水下无人航行器设计方案的选择提供了定量依据。

约束驱动的产品形态概念设计智能优化模型研究

为了增强产品概念设计推敲和优化阶段的客观性和科学性,提高产品概念设计的效率,提出了产品概念设计约束驱动智能优化方法和模型。该方法首先分析了产品概念设计约束的特点和约束驱动的原理,建立了约束驱动的概念设计优化法模型框架,并在此基础上研究了其算法机制和相关支持技术,最后利用某款机场主力消防车概念设计的优化过程,对该方法进行了说明和验证。

配置极点的约束方差设计

在随机控制问题中，性能指标常常表现为系统的状态方差或其上界的形式．本文研究了使闭环系统满足给定的状态方差约束、且具有预期闭环极点的线性反馈控制器的存在条件，给出具体的设计方法，并举例说明该设计方法具有简单、直接的特点．

协同设计中基于约束的冲突检测

如何实时检测设计冲突从而维护设计一致性是协同设计的关键问题。提出了基于约束的自动冲突检测方法 ;介绍了设计约束在产品信息模型中面向对象的表征 ;讨论了工程设计中的约束满足问题及其区间求解算法 ,并在此基础上发展了一个基于网络的冲突检测器。冲突检测器能够在协同设计过程中实时检测设计冲突 ,避免不必要的设计反馈和重复磋商 ,从而提高了设计效率。

基于BP神经网络的齿轮约束性设计研究

针对变速传动工况对齿轮设计的要求,提出了针对不同约束性要求的齿轮设计知识约束驱动检索方法,并采用BP神经网络实现了对该方法的具体执行过程,分6种不同情况完成了对齿轮约束性设计的求解分析。研究过程以变速传动装置的运动传递功能实现为对象,讨论了BP网络的构造和训练样本的建设。研究结果表明,基于BP神经网络的齿轮约束性设计能够较为快速和准确地获得特定约束条件下的齿轮设计方案或者选型,提出神经网络BP算法能够实现约束与知识之间复杂、非线性映射关系。

图形参数化引入工程约束实现设计过程参数化

提出了ＣＡＤ中设计过程参数化的概念，认为设计过程参数化是图形参数化的高级阶段，描述了在图形参数化的基础上引入工程约束实现设计过程参数化的方法和途径。在几何约束的基础上，提出了引入工程约束后的设计参数化的数据结构，并分析了几种引入工程约束的主要方法：程序设计法、重建拓扑几何约束法和外部表达式输入法。针对外部表达式输入法的实现，提出了对转换处理程序的功能要求。最后给出了一个用表达式输入法实现设计过程参数化的示例。

约束程序设计语言COPS的设计与实现

约束程序设计作为面向智能应用的实用型程序设计风格正在AI领域产生越来越大的影响，其关键问题是如何将说明性的知识表示、系统化和启发式的推理搜索能力以及合理的确定性计算开销统一起来。该文介绍了设计实现的并发约束程序设计语言COPS。COPS系统的主要目标是探索智能语言的实用化与工程化，使其能够真正解决现实世界中用常规语言难以实现的智能应用问题。还介绍了COPS语言的表示及涉及的主要推理技术。

基于约束网络的产品进化设计

为解决约束条件下的产品设计问题,以复杂网络理论及图论为指导,建立了基于约束网络的产品创新设计模型.该模型从设计约束库中筛选相关要素作为约束变量,构建设计约束网络;利用对偶图计算约束网络中心性指标,实现节点重要度排序,进而归纳出设计约束问题并进行求解;最后建立一套基于约束的产品进化设计系统.以夜光杯为对象进行实例研究,构建相关设计约束网络;分析得到其关键节点,归纳出具体的设计约束问题,并应用动力学模拟、控制点区间约束等方法对其进行求解;开发夜光杯进化设计系统,选取具有代表性的传统夜光杯样本进行形态进化,生成一系列满足约束条件的夜光杯设计方案.结果表明:该模型有效实现了约束网络指导下的产品设计.

配置区域极点的约束方差设计:离散时间情形

该文研究线性离散随机系统在区域极点及方差约束下的控制器设计问题 ,即设计状态反馈控制器 ,使闭环系统的极点位于给定区域内 ,同时稳态状态方差不大于预先给定值。给出期望控制器的存在条件及其解析表达式 。

FIR滤波器约束Minimax设计算法

考虑了一类具有频域等式约束的FIR滤波器Minimax设计问题 ,得到了最优滤波器应满足的一个充分必要条件。根据该条件 ,并应用参数估计中的正交投影算法以及数值逼近理论中的Remez多重交换算法 ,提出了FIR滤波器约束Minimax设计的OPRemez算法。设计实例表明设计算法是十分有效的 ,并具有很好的数值特性 。

低延迟有限冲击响应滤波器约束最小二乘设计

针对具有低群延迟的非线性相位有限冲击响应滤波器的设计问题,采用在极小化复数误差能量的同时对复数误差和相位误差进行约束的方法,既可以得到凸的约束区域,又可以对幅值误差和相位误差进行独立控制.将具有给定相位误差的低通滤波器的最小二乘设计方法扩展到高通和带通滤波器的设计,引入左边和双边S形相位误差上界约束函数对高通和带通滤波器的相位误差进行约束,来抑制带边附近群延迟误差大的效应.应用改进的Goldfarb-Idnani算法求解由复数误差和相位误差约束最小二乘设计问题产生的半无穷正定二次规划.设计例子表明,该设计方法对减小滤波器的群延迟误差非常有效.

基于用户场景的多约束工业设计方法研究与实践

工业设计要给多种用户提供良好的用户体验,同时往往也需要兼顾多方面的约束,文章以用户场景理论为基础,将特定场景分解为用户、任务流程、外部因素三个层面,研究不同用户人群在特定场景下完成任务的过程,结合产品的加工制造需求提出了基于用户场景的多约束工业设计方法,在对特定场景进行分解、对需求进行提取和转化的基础上,建立产品需求集和约束集,并以此来指导方案设计,通过与需求的匹配性验证来寻求设计方案的最优解。最后,以高速隧道巡检机器人为例进行了设计实践。

基于约束描述的公路路线设计过程模型

公路设计问题是"定义不清晰问题",其设计过程是从设计要求和约束条件出发,逐步满足约束的过程.针对目前公路CAD系统仅从绘图和计算层面对设计师支持的现状,笔者在文中讨论了公路设计过程的典型思维方法,提出建立设计过程模型以提高公路CAD系统的支持水平,定义了基于约束描述的公路路线设计过程模型,给出了形式化描述,并以公路平面设计为例说明了模型的应用.

一个并发约束程序设计语言的定义与实现

设计实现了并发约束程序设计语言COPS.该语言结合约束对象、不确定性计算及约束储仓技术,采用基于并发约束模型的推理控制和基于优先度的规则选择策略,将说明性的知识表示、系统化和启发式的推理搜索能力以及合理的确定性计算开销统一起来.系统在电路建模、专家决策等领域的初步应用表明了该语言对构造基于约束的知识系统的适用性.COPS的出现为复杂智能问题的解决提供了可能性.