基于禁忌搜索平衡性能约束的圆形装填问题的布局方法技术

技术编号:5340793 阅读:267 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公布了一种基于禁忌搜索平衡性能约束的圆形装填问题的布局方法,属于航天器布局方案设计研究领域。本发明专利技术方法包括,首先采用拟物策略和罚函数法将带平衡性能约束的圆形装填问题转化为无约束的优化问题;然后从任一随机初始布局出发,应用基于自适应步长的梯度法进行极小化优化计算;为了使计算能有效地逃离局部极小点的陷阱且避免迂回搜索,采用了禁忌搜索的策略。在禁忌搜索的过程中,对传统的邻域解、禁忌对象以及当前解接受原则进行了有效的改进。本发明专利技术的优点在于布局具有很高的面积利用率,较快的速度,同时能更好地实现平衡性能约束,并可推广应用于其他布局优化问题的求解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器布局方案设计研究领域,具体涉及一种带平衡性能约束的圆形 装填问题的布局方法。
技术介绍
装填(Packing)问题研究的是多个物体在大空间或容器中互不重叠的放置方式, 要求尽可能地提高空间或容器的利用率。该问题在汽车工业、物流运输、网络通信、航天等 领域都具有广泛的应用。装填问题从布局区域的维数上分,分为二维和三维问题;从布局 区域的形状上分,分为圆形、矩形或任意的多边形区域等;从待布物体的种类上分,又可分 为圆形、矩形或不规则形状等。关于装填问题,目前多数文献是研究二维或三维矩形物体在 矩形容器中的装填布局,而且多为不带性能约束的装填布局问题。本专利技术主要研究带平衡 性能约束的二维圆形装填问题。该问题是一类NP难度问题,且有着深刻的应用背景。在一 个带自旋的返回式航天舱内(见附图说明图1(a)),布置若干仪器、设备等有效部件(称为待布物), 使得布局满足以下技术要求①待布物之间、待布物与容器之间不干涉(也即互相不嵌 入);②待布物尽量向航天舱中心聚集;③航天舱的静不平衡量尽可能小。假设各待布物 均为圆柱体,且在航天舱的垂直于舱的中心轴线的圆形隔板上进行布局,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于禁忌搜索平衡性能约束的圆形装填问题的布局方法,其特征在于包含以下步骤:(1)将所有n个圆形待布物C↓[i]和圆形容器C↓[0]都为光滑的弹性实体,按照拟物策略和罚函数法,将带平衡性能约束的圆形装填转化为下面的无约束优化:minimizeU(X)=**d↓[ij]↑[2]+l[(*m↓[i]x↓[i])↑[2]+(*m↓[i]y↓[i])↑[2]]这里d↓[ij]=d↓[ji]=max(0,r↓[i]+r↓[j]-***)是圆形待布物C↓[i]和C↓[j]之间的嵌入深度,d↓[i0]=d↓[0i]=max(0,r↓[i]+***)是圆形待布物C↓[i]与圆形容器C↓[0]之间的嵌入深度;...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘景发李刚刘朝霞
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:84[中国|南京]

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