【技术实现步骤摘要】
一种中子谱仪被测样品测点排序方法和系统
[0001]本申请涉及到中子散射材料残余应力测量领域，具体而言，涉及一种中子谱仪被测样品测点排序方法和系统。
技术介绍
[0002]材料的内应力调控与测量是影响制造业水平的因素之一，材料的内应力对产品的制造精度和性能有很大的影响。深入研究材料内应力产生机理，分析零件内部内应力分布规律，提高内应力测量精度，对提升高精密制造技术的发展水准有重要意义。
[0003]中子谱仪是用来对多种金属材料与工程构件的深部应力进行探测的设备，其中样品台是整个装置的重要装置之一。中子谱仪样品台是用来安装被测样品，并把被测样品上的测量点和测量方向移动至中子衍射点和散射矢量方向上进行应力测量的装置，在对样品进行应力测量过程中需要样品台的各运动副联合动作，实现各被测点的准确定位。样品台在对每个测点进行定位的过程中往往会占用过多的实验时间，由于中子束具有辐射性，实验时间过长会影响实验人员身体健康，同时由于核反应堆更长时间工作会消耗大量的中子束，造成能源浪费，因此中子谱仪应力测量的过程应尽量缩短时间，提高测量效率。
[0004]为了提高测量效率，目前可通过合理规划样品台的运动路径使样品台的运动时间尽可能减小进而提高测量效率，也就是通过对被测样品的被测点进行合理排序实现。目前在使用中子谱仪测量应力之前，实验人员会进行充分准备，通过人工合理安排被测点的顺序，并按此顺序控制样品台的运动，该过程往往耗费实验人员大量的时间精力，工作效率低下；同时人工规划的被测点顺序很难实现样品台移动总时间最短。>
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供了一种中子谱仪被测样品测点排序方法和系统，以至少解决现有技术中中子谱仪被测样品测点依靠人工排序所存在的问题。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种中子谱仪被测样品测点排序方法，包括：在基坐标系中表示出被测点坐标、被测量矢量、衍射点坐标和散射矢量；以样品台最小运动时间作为目标函数，其中，所述目标函数用于指示样品台从初始位置遍历移动到每个测点之后返回所述初始位置的运动时间，所述运动时间是根据所述被测点坐标、所述被测量矢量、所述衍射点坐标和所述散射矢量计算得到的；将每种测点排序方案作为遗传算法中的一条染色体，其中，每条染色体均包括不同排序的所有测点以及初始点和结束点，所述初始点和所述结束点均为所述初始位置对应的点；根据预先配置的迭代次数，对染色体迭代操作，其中，每次进行迭代操作均是将上一代染色体进行选择操作、交叉操作以及变异操作得到下一代染色体；对于每一代中的每条染色体根据适应度函数计算对应的适应度，直到得到染色体中的最优个体对应的适应度满足预定条件，其中，所述适应度函数是根据所述目标函数建立的；所述最优个体对应的测点排序方案被用于对所述被测样品进行测量。
[0007]进一步地，所述目标函数为：
；其中，p0表示样品台的初始位置，R=(p1,p2,
…
,p
N
)为所有被测点组成的一个集合，N表示被测点的数量，表示R中满足目标函数的最终被测点排序方案，(a1,a2…
,a
N
)表示1~N范围内不重复的数字，表示被测点的位置和被测矢量位于衍射点和散射矢量方向时被测点的位置和被测矢量移动至衍射点和散射矢量方向所需要的时间，表示样品台处于初始位置时被测点的位置和被测矢量移动至衍射点和散射矢量方向所需要的时间，表示被测点测量结束后样品台回到初始位置所需要的时间。
[0008]进一步地，所述适应度函数为：其中，fitness(i)为种群中第i个个体的适应度值；T(i)为种群中第i个个体对应的测量时间；minT为种群中所有个体所对应测量时间的最小值；maxT为种群中所有个体所对应测量时间的最大值；ε为一个预先设置的值，用来避免maxT
‑
minT=0时适应度函数无效。
[0009]进一步地，对染色体迭代操作包括：每次进行迭代操作均是将上一代染色体进行选择操作、交叉操作以及变异操作得到下一代染色体。
[0010]进一步地，所述选择操作包括：对本代种群中每个个体的适应度值按从大到小的顺序进行排列，其中a1、a
n
分别是种群中的最大、最小适应度值，对适应度a1乘上奖励系数ω1；对适应度a
n
乘上惩罚系数ω2；其中，ω1>1，0<ω2<1。
[0011]进一步地，所述交叉操作包括：针对一对染色体产生一个随机数，若该随机数大于等于交叉概率P
c
则进行交叉操作，否则在余下的染色体中重新选择一对染色体继续产生一个随机数，并判断是否可进行交叉操作。
[0012]进一步地，所述变异操作包括：对每条染色体产生一个随机数，若该随机数大于等于变异概率P
m
则任取两个位置交换坐标编号。
[0013]进一步地，所述满足的预定条件包括：获取预先配置的最大迭代次数MAX，在迭代进化的过程统计迭代次数Gen，若迭代次数Gen大于最大迭代次数MAX，则终止迭代；或者，设最优适应度保持不变的迭代次数为F，获取预先配置的该适应度保持不变的最大迭代次数为MAX_F，在迭代进化的过程统计F，若F大于MAX_F，则终止迭代。
[0014]根据本申请的另一个方面，还提供了一种中子谱仪被测样品测点排序系统，包括：表示模块，用于在基坐标系中表示出被测点坐标、被测量矢量、衍射点坐标和散射矢量；处理模块，用于以样品台最小运动时间作为目标函数，其中，所述目标函数用于指示样品台从初始位置遍历移动到每个测点之后返回所述初始位置的运动时间，所述运动时间是根据所述被测点坐标、所述被测量矢量、所述衍射点坐标和所述散射矢量计算得到的；迭代模块，用于将每种测点排序方案作为遗传算法中的一条染色体，其中，每条染色体均包括不同排序的所有测点以及初始点和结束点，所述初始点和所述结束点均为所述初始位置对应的
点；根据预先配置的迭代次数，对染色体迭代操作，其中，每次进行迭代操作均是将上一代染色体进行选择操作、交叉操作以及变异操作得到下一代染色体；计算模块，用于对于每一代中的每条染色体根据适应度函数计算对应的适应度，直到得到染色体中的最优个体对应的适应度满足预定条件，其中，所述适应度函数是根据所述目标函数建立的；所述最优个体对应的测点排序方案被用于对所述被测样品进行测量。
[0015]根据本申请的另一个方面，还提供了一种存储器，用于存储软件，所述软件用于执行上述的方法。
[0016]根据本申请的另一个方面，还提供了一种处理器，用于运行软件，所述软件用于执行上述的方法。
[0017]在本申请实施例中，采用了在基坐标系中表示出被测点坐标、被测量矢量、衍射点坐标和散射矢量；以样品台最小运动时间作为目标函数，其中，所述目标函数用于指示样品台从初始位置遍历移动到每个测点之后返回所述初始位置的运动时间，所述运动时间是根据所述被测点坐标、所述被测量矢量、所述衍射点坐标和所述散射矢量计算得到的；将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中子谱仪被测样品测点排序方法，其特征在于，包括：在基坐标系中表示出被测点坐标、被测量矢量、衍射点坐标和散射矢量；以样品台最小运动时间作为目标函数，其中，所述目标函数用于指示样品台从初始位置遍历移动到每个测点之后返回所述初始位置的运动时间，所述运动时间是根据所述被测点坐标、所述被测量矢量、所述衍射点坐标和所述散射矢量计算得到的；将每种测点排序方案作为遗传算法中的一条染色体，其中，每条染色体均包括不同排序的所有测点以及初始点和结束点，所述初始点和所述结束点均为所述初始位置对应的点；根据预先配置的迭代次数，对染色体迭代操作，其中，每次进行迭代操作均是将上一代染色体进行选择操作、交叉操作以及变异操作得到下一代染色体；对于每一代中的每条染色体根据适应度函数计算对应的适应度，直到得到染色体中的最优个体对应的适应度满足预定条件，其中，所述适应度函数是根据所述目标函数建立的；所述最优个体对应的测点排序方案被用于对所述被测样品进行测量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：；其中，p0表示样品台的初始位置，R=(p1,p2,
…
,p
N
)为所有被测点组成的一个集合，N表示被测点的数量，(p
a1
,p
a2
,
…
,p
aN
)表示R中满足目标函数的最终被测点排序方案，(a1,a2…
,a
N
)表示1~N范围内不重复的数字，表示被测点的位置和被测矢量位于衍射点和散射矢量方向时被测点的位置和被测矢量移动至衍射点和散射矢量方向所需要的时间，表示样品台处于初始位置时被测点的位置和被测矢量移动至衍射点和散射矢量方向所需要的时间，表示被测点测量结束后样品台回到初始位置所需要的时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适应度函数为：其中，fitness(i)为种群中第i个个体的适应度值；T(i)为种群中第i个个体对应的测量时间；minT为种群中所有个体所对应测量时间的最小值；maxT为种群中所有个体所对应测量时间的最大值；ε为一个预先设置的值，用来避免maxT
‑
minT=0时适应度函数无效。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对染色体迭代操作包括：每次进行迭代操作均是将上一代染色体进行选择操作、交叉操作以...
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