[发明专利]一种机电产品线缆组件优化结构的自动生成方法

摘要

一种机电产品线缆组件优化结构的自动生成方法，其特征是在对待布线机电产品的布线空间进行离散化预处理得到可供布线空间内的离散点的基础上，首先采用工艺权值法为各离散点按照工艺性赋予权值，并通过将权值引入遗传算法评价函数中，而后采用遗传算法求解线缆结构，针对线缆结构的特点，使用初始化种群方法保证了初始种群理论可以涵盖所有可能的线缆结构。在此基础上，改进了算法的杂交变异操作，通过引入二次杂交降低了杂交后个体的致死率，并采用精英保留策略避免了算法的局部收敛，从而得到了理想的机电产品线缆结构方案。本发明解决了在机电产品研发领域，由于线缆设计过度依靠经验所导致的人力物力浪费，效率低下的问题，并且算法高效可行。

主权项

一种机电产品中线缆组件优化结构的自动生成方法，其特征是它主要包括以下步骤：(1)对需要布线设计的机电产品结构进行三维空间预处理：将待布线机电产品的三维结构模型中的可布线空间根据单位立方体进行离散化，离散化的布线空间用离散的立方体中心点表示；(2)根据机电产品布线工艺要求，以离散点到热源距离、离散点到电磁干扰源距离为离散点设置工艺性权值value_Pi，并根据不同工艺性要求的重要性设定系数ki与k，累加后即为该离散点针对不同工艺性的总权值value_P；然后通过将每个个体经过的离散点的权值累加，引入计算个体适应度的评价函数value，length为只考虑结构长度的原评价函数；value_P=Σi=1nki×value_Pi]]>length=Σi=1tΣj=14(P(i,j).X-P(i,j+1).X)2+(P(i,j).Y-P(i,j+1).Y)2+(P(i,j).Z-P(i,j+1).Z)2]]>value＝k×length+value_P其中，ki，k为不同工艺的评价系数，根据该工艺在布线中的重要性，在[0,1]的区间内取值；t代表拓扑点数量，i,j分别代表存储每个个体的表格中，某一点所在的行数和列数；同理，P(i,j).X，P(i,j).Y，P(i,j).Z分别代表一个个体表格中，位于第i行、第j列的点的X，Y，Z坐标；(3)输入电气设计的接线表和所有线缆端口的位置，根据线缆端口数量n，随机选取n‑2个空间的离散点作为线缆的分支点，通过个体编码方式进行初始化种群，将第0代种群所有个体编码完成后，则初始化完毕；然后利用遗传算法计算线缆分支点位置及分支结构；(4)在遗传算法杂交运算中，遍历查找杂交后的子代个体中有无相同节点；如果存在相同节点，则子代个体不满足线缆组件结构，随机选择相同节点中的任意一个继续进行交换；循环二次杂交操作，直至杂交得到的子代个体中没有相同节点；(5)在遗传算法得到线缆结构的全局最优解后，用反编码将最优解可视化，得到多分支线缆的空间结构。