基于遗传算法的产品人机CAD研究

将产品形态的人机设计问题从概念设计到详细设计分为交互模式设计、关联形态设计和独立形态设计3个紧密联系的层。应用进化设计和遗传算法的基本原理,针对不同层次人机设计问题的特点分别进行具体研究,制订了相应的解决策略,分析了其编码方案与适应度函数的构造方式。最后构建了基于设计/制造一体化的人机进化设计过程原型系统。

产品人机接触曲面形状的CAD研究

对产品形态设计中人机接触曲面的人机工程学性能的评价与设计方法进行了分析,研究了合理人机接触曲面设计的解决方案,应用遗传算法工具实现了对人机接触曲面形态解方案的随机搜索,以及通过程序进行自动评价与选择的机制,建立了基于Unigraphics造型平台的曲面人机设计过程机制与原型系统。

基于遗传-蚁群算法的CAD产品快速建模

为提高CAD造型的设计效率,提出一种基于遗传-蚁群算法的CAD产品快速建模方法,该方法采用遗传算法求得次优解,依据求得的次优解对蚁群算法进行初始信息素分布,在次优解中进一步寻优,最终搜索到产品造型设计的最优解。遗传算法和蚁群算法的有效结合,使算法具有较好的全局收敛效率和求解精度。实验结果表明,该算法搜索出来的造型包含造型的细节特征,更加满足用户的个性化需要。

基于主从关联优化的产品族参数规划方法研究

针对产品族优化设计中存在的共性与个性的相互依存、制约关系,研究面向产品族的主从关联的参数优化规划技术。建立基于灵敏度分析的产品族参数识别划分方法,根据产品族设计参数的主从关联特点,建立优化问题的双层规划模型。提出一种采用多项式响应面拟合和遗传算法相结合的混合算法实现双层规划,下层采用多项式响应面法将双层优化目标拟合成为单层优化目标,在上层实现产品族公共参数的优化,再通过上层可适应参数的松弛约束关系传递,在下层利用遗传算法实现变型产品的参数优化。以起重机卷筒组件产品族规划为例,基于所提出的主从关联优化方法,得到个性变型产品参数最优值,为起重机卷筒组件产品及类似产品的产品族优化设计提供一种方法借鉴。

产品复杂曲面人机工程学设计研究

对产品形态设计中复杂曲面的人机工程学性能的设计问题进行了分析,研究了产品曲面人机性能设计的解决方案,应用遗传算法工具实现了对复杂曲面形态解方案的随机搜索以及通过程序进行自动评价与选择的机制,建立了基于Unigraphics造型平台的曲面人机设计过程机制与原型系统。

基于遗传算法和非均匀有理B样条表达的产品外型创新设计

为更直观地进行产品外型的创新设计,将遗传算法与非均匀有理B样条表达方法相结合,提出一种产品外型创新设计方法。定义了同类型产品,并基于非均匀有理B样条理论提出一种适用于同类产品外型的统一表示方法。该方法把产品外型的约束条件分成绝对约束和相对约束,分别代表必要的几何约束和客户需求。应用遗传算法作为进化过程,得出一种产品外型创新设计的实现算法。以汽车前引擎盖外型的创新设计过程为例,对该算法进行了验证。实例结果表明,该算法可以快速有效地实现产品外型的创新设计。

基于遗传算法的产品创新设计

通过分析双层结构编码与二进制编码方式的优缺点,提出一种应用遗传算法进行产品创新设计的方法。在该方法中,双层结构编码方式主要用来对产品部件轮廓线进行造型设计,从而生成造型各异的部件;二进制编码方式主要用来进行部件组装,从而生成不同的组合方案。本文以风筝造型设计为例,阐述了该方法的应用方式与步骤,并以设计实例验证了方法的可行性与实用性。

遗传算法在产品人机形态设计中的应用

分析了产品人机形态设计的特点、现状和存在的不足,以及遗传算法的原理和应用范围。在探讨了人机交互的特性、接触点集和曲面形态的建立方法的基础上,提出了将遗传算法应用于产品人机形态设计中的基因编码、初始种群的产生、适应度函数的构造和种群选择等运算方法。最后以轮椅靠背的曲面设计和优化为例,阐明了遗传算法在产品人机形态方面的设计和优化方法。

基于遗传算法的产品人机形态设计研究

分析产品人机形态设计的特点、现状和存在的不足,简述基因遗传算法的原理,提出建立接触点集和曲面形态的方法。通过基因编码、生成初始种群、适应度评估和选择等步骤,将基因遗传算法应用于产品人机形态设计,实现了产品人机形态设计的优化。最后以轮椅靠背的曲面设计为例,论述该方法的应用。