[发明专利]基于并行树搜索的桁架装配序列规划方法

权利要求书

1.基于并行树搜索的桁架装配序列规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：根据目标桁架结构生成桁架连接关系无向图，并根据连接关系无向图所包含的连接关系对桁架结构的各个杆件赋予相应的权重，存储于并行树搜索的主模式中；

步骤S2：根据桁架结构建立若干个并行树搜索的子模式及对应的根结点，各子模式依据广度优先原则分别扩展多叉树，从根结点开始逐层生成叶子结点；

步骤S3：判断各子模式扩展到的最优解是否产生冲突，将冲突信号传递至主模式，由主模式中的判别机制进行决策，选择可用于输出装配序列的子模式最优解；

步骤S4：各子模式将得到的最优叶子结点信息返回主模式，主模式将已连接的杆件对应的序列号设置为不可读状态；

步骤S5：子模式逐步扩展到无可扩展的杆件列表时，由主模式判断目标桁架结构是否被完全扩展，由此判断是否结束搜索程序；

所述步骤S1具体为：主模式读取桁架数据文档；遍历桁架数据构建桁架连接关系无向图，依输入顺序为杆件编制序号，且该序号将沿用至输出时的序列;根据连接关系无向图，以各杆件连接杆件数值作为对应杆件的权重，生成杆件序号与相应的权重列表；

所述杆件的权重值为各杆件所需连接的其它杆件数；所述桁架结构中，桁架结构内层的杆件连接关系复杂度大于桁架结构外层，即靠近桁架结构内部的杆件所需连接的其它杆件数大于靠近桁架结构的外部杆件所需连接的其它杆件数；

所述步骤S2具体为：将主模式中桁架的杆件实例化为多叉树的结点，并根据桁架结构特征及复杂程度确定根节点数量，即子模式个数；建立主模式与各子模式之间的通信；根据桁架的连接关系和结构的稳定性生成可扩展的桁架序号列表；在可扩展的桁架列表中选择稳定性值与权值最高的杆件序号作为最优解；

所述步骤S2扩展多叉树时，在生成的可扩展的杆件序号列表中，选择稳定性值最高的杆件序号作为最优解以确保稳定性；当同时存在多个稳定性最高的杠件序号时，选择权值最高的杆件作为最优解，以确保多叉树可以沿复杂桁架结构内部进行搜索；

所述步骤S3具体为：各子模式将得到的最优解进行对比，若出现多个子模式共用同一个杆件序列号，则判定子模式间产生冲突，将冲突信息传递至主模式，由主模式中的判别机制进行决策，判断该杆件归属于哪棵多叉树；

所述主模式中的判别机制，具体为对产生冲突的子模式进行优先级判断，即首先比较各结点稳定性值，赋予最稳定的结点对应的多叉树所在的子模式最高优先级，若稳定性值相同，则比较该结点表示的杆件分别对应预连关节的扭矩，扭矩越小则对应的多叉树所在的子模式优先级越高，若稳定性值与扭矩都相同，则对两多叉树当前已连接的杆件对应的权值之和进行比较，选择权值和较小的一多叉树，以使该多叉树尽可能向桁架内部扩展，若结点稳定性、预连关节扭矩、对应权值和这三个数值均相同，则通过随机选择器任选其一；

所述步骤S5具体为：各子模式扩展时，首先应判断主模式中是否还存在该结点可扩展的杆件列表，若存在则继续执行步骤S2，若不存在，则由主模式判断目标桁架结构是否被完全扩展，若目标桁架未完全扩展，则选择一个新的根结点继续执行步骤S2，若目标桁架已被完全扩展，则依据各子模式保留下来的多叉树分别输出最优的并行装配子序列。

2. 根据权利要求1所述的基于并行树搜索的桁架装配序列规划方法，其特征在于：所述步骤S4具体为: 各子模式将得到的最优叶子结点信息返回主模式，即将各子模式得到的最优解对应的杆件序号返回主模式，将其与主模式中可连接的所有桁架序号列表进行对比后，将桁架序号列表中存在对应关系的杆件标记为已连接的杆件，即将其对应的序列号设置为不可读状态。

3.根据权利要求1所述的基于并行树搜索的桁架装配序列规划方法，其特征在于：若目标桁架未完全扩展，将任选另一扩展中的子模式的当前叶子结点中的次优解作为新的根结点，继续扩展。