基于距离面积特征的农业机械三维模型相似性评价

为更好地实现农业机械CAD模型的设计重用,针对经典形状分布算法在特定CAD模型领域检索性能的不足,提出一种基于三维CAD模型距离-面积统计特征的模型相似性评价方法。该算法首先在网格化的三角网格模型表面随机取点,取点过程中为保证随机取点均匀性,采用准随机数发生器Halton-Sequence产生随机数;然后计算任意两点形成有向线段距离以及模型所有面面积之间的比值,同时以距离、面积比为坐标轴构建网格坐标系,统计出现在相应网格中特征点的频次,形成模型的距离-面积特征分布矩阵;最终以Manhattan距离评价分布矩阵的差异程度,从而实现不同CAD模型相似性比较。将面积这一重要几何特征纳入评价算法中,针对相同输入模型,所提算法的检索结果中较为相近、相关的模型数量比文中对比的算法高,算法特征平均提取时间也相对较少。试验结果综合表明,所提算法能够较好地实现农业机械CAD模型相似性评价,在提升时间性能基础上,算法检索性能有较大提高。     

面向设计重用的三维CAD模型局部结构检索方法

为了更好地实现面向设计领域的三维CAD模型设计信息的有效重用,提出了一种融合语义的三维CAD模型局部结构检索方法。首先以设计特征作为设计语义信息的基础载体,对三维CAD模型进行结构化表征,并用特征属性邻接图来表示;然后设计能够捕捉不同层次信息的特征描述子,构建融合语义的特征相似性评价模型;最后采用子图同构算法计算查询局部结构与模型库中零件的特征属性邻接图的特征匹配对,以此计算相匹配局部结构的相似度。实验结果表明,该方法能够较好地实现融合语义的三维CAD模型局部结构检索,可以有效地支持面向农机设计领域的三维CAD模型设计信息的重用。基于检索的设计重用方法可为农机装备数字化设计中各类成果的有效重用提供多粒度、精确化和智能化的方法。     

三维CAD模型检索技术研究现状与发展分析

对目前三维CAD模型检索技术的研究现状和发展趋势进行了阐述.首先给出三维模型检索的体系结构,并从文本检索、内容检索和语义检索3方面对三维CAD模型检索技术国内外研究现状进行了全面论述;分析总结了现有三维CAD模型检索系统及三维CAD模型检索技术的应用;最后对三维CAD模型检索技术存在的问题及未来的发展方向进行了展望.三维CAD模型检索技术将为概念设计、详细设计、工艺/工装设计等产品各设计阶段提供全方位的检索支持手段,可有效促进企业产品模型相关设计和制造信息的重用.     

基于模拟退火算法求解灌溉制度优化模型

随着更加完善而复杂的灌溉制度优化模型被提出,对模型进行优化求解的方法成为研究热点。提出了应用模拟退火算法求解灌溉制度优化模型,通过实例应用来探讨该算法在模型求解过程中的特点和效果。结果表明,该算法所求目标函数值可以逼近全局,适用于最优灌溉制度优化模型的求解。尽管如此,但是该算法仍存在所求目标函数值不稳定的缺陷,需经多次计算再选最优,因此模拟退火算法仍有待改进。     

基于"3S"技术的典型草原栗钙土层结构模型

针对典型草原土壤结构特征及草原风蚀退化的现状,在内蒙古自治区锡林郭勒盟乌珠穆沁典型草原地区,选取约400km2面积的研究区,采用"3S"一体化技术,获取典型草原地表特征及采样点的三维坐标数据,通过实地打点取样,测量栗钙土层厚度,并结合SuperMap软件建立栗钙土层结构DEM模型。经分析研究可知:栗钙土层结构受多种因素影响,不同地形结构可能有不同的土层厚度。建立土壤结构模型,研究环境条件与土壤结构关系,推断土壤的空间分布,可以实现草原土壤结构动态监测,为预防和控制风蚀沙化提供基础数据,为典型草原生态保护与合理利用提供了科学依据。     

基于距离-夹角形状分布的三维CAD模型检索算法

为了更好地实现三维CAD模型的有效重用,提出一种三维CAD模型距离-夹角形状分布检索算法。首先在CAD模型表面随机取点,计算任意两点构成的有向线段的距离和该有向线段与端点法向的夹角;然后以距离和夹角为坐标轴构建距离-夹角平面网格,统计网格中随机点出现的频次,从而构建模型的距离-夹角分布矩阵;最后采用Manhattan距离度量法计算矩阵的相似值,用以评价模型间的相似程度。实验结果表明,该算法可以较好地实现三维CAD模型检索,检索性能优于已有的形状分布检索算法,能够满足实际应用需求。     

基于DEM模型的三维地质结构模型的建立——以吉林省靖宇自然保护区为例

吉林省靖宇自然保护区富含天然矿泉水资源并发育火山群,为了调节水资源、科学开发合理利用和保护矿泉水资源,利用GMS软件根据研究区内钻孔资料以及已有的地质水文地质条件建立了靖宇自然保护区的三维地质结构模型,但此模型不能真实的反映出研究区特有的火山群地貌,因此又利用MAPGIS软件根据研究区地形图矢量化的等高线建立了DEM数字高程模型,DEM模型能较清楚地反映研究区地面的真实信息。因此基于DEM模型的三维地质结构模型不仅能模拟研究区地层情况,还能清晰地模拟出研究区地表起伏状况,尤其是对火山群地貌的模拟。这两种模型的结合为地形起伏较大、地形较复杂地区难模拟的问题提供了一种解决方法。     

基于模拟退火算法的减速器多目标优化设计

提出了采用模拟退火算法进行减速器参数的全局优化的方法;针对斜齿轮减速器优化设计的多参数、多目标、多约束特点,建立了多目标优化数学模型;应用层次分析法计算了各目标权重。仿真结果表明,优化参数比原设计参数的优化解要好,说明模拟退火算法用于减速器优化设计是有效、可行的。     

基于三维小波变换的农机CAD模型特征提取与评价方法

为提高三维CAD模型特征提取准确度,满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求,提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理,规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换,CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间;然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换,二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量,采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重,以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值,完成不同模型间特征提取及相似性比较,计算并建立三维CAD模型频域特征索引表;最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明,在保持相同查准率条件下,本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示,相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性,同时兼顾了应用领域语义相似性,算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明,借助本文检索算法,可从海量模型库中检索出所需模型,根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改,可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响,coif类小波函数具有较强的检索适用性,层次分析法能有效区分不同分解层权重,二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求,拓宽设计者设计思路,促进智能化设计。     

三维模型在农业机械学教学中的应用

农业机械学是农业机械化专业主要专业课程,也是农业类其他专业认识和学习使用农机的一门选修课程。典型农业机械部件三维实体模型的应用对提高农业机械学课程的教学质量有很大帮助。通过使用Solid Works软件建立各种典型农机具的三维实体模型,然后运用Cosmo Works和osmos Motion对实体模型进行运动模拟及关键受力部位分析,将运动模拟和分析结果应用到课堂讲解中,能够使学生更加容易懂得各机械构件的组成、实验拆装顺序及农业机械设计缺陷禁忌。     

遗传退火算法的作物灌溉决策优化研究

在吸取以往灌溉决策支持系统经验的基础上,为了对系统的决策解进一步优化,将遗传算法(GA)融入其中,但遗传算法收敛速度慢,容易早熟。为此,针对这些缺点在遗传算法的整个操作过程中应用了一部分模拟退火技术,并详细分析了该混合算法的性能和特点。实验证明,该算法能够有效地克服GA的缺点,不仅提高了计算速度,而且在改善解的质量方面有着很好的效果,从而对作物的产量进行优化,以达到最大的收益。     

基于模拟退火算法的机械臂刚度辨识构型优化与实验

针对机械臂关节刚度辨识的测量构型提出了新的优化方法和实验设计思路。首先,综合考虑机械臂形位以及载荷矢量对刚度辨识的影响,采用参数κ－1F(A)作为测量构型评价指标。在此基础上,通过合适的模拟退火优化算法得到基于κ－1F(A)的最优测量构型。基于设计的多向加载装置实现了载荷的优化加载。实验结果表明,与典型评价指标κ－1F(J)相比,κ－1F(A)的最优化测量构型能更好地克服多种测量误差影响,补偿后末端位置精度提高29.59%,最大位置误差降低32.71%。可应用于实际工业环境中的串联机械臂刚度标定。     

基于自适应模拟退火算法的HEV能量管理优化

基于iSight和ADVISOR联合仿真平台,采用自适应模拟退火算法对混合动力汽车的能量管理策略进行优化,主要对模糊控制策略的隶属度函数进行了优化,从而克服了基于专家经验进行参数选择的弊端.在ADVISOR中对UDDS工况进行了仿真对比.优化结果表明,所设计的模糊控制器和自适应模拟退火算法合理有效,车辆的燃油经济性和排...     

基于模拟退火算法优化给水管线造价公式研究

给水管线造价公式的精确性对工程经济分析与给水管网优化的科学性和经济性有重大影响。通过五个地区的铸铁管综合单价数据,采用最小二乘法对各组数据进行多项式一至十次的拟合,确定了给水管线造价公式的最佳拟合次数为三次;进一步采用模拟退火算法对拟合的多项式参数进行优化计算,求解给水管线造价公式。结果表明:凭借模拟退火算法随机全局搜索模式以及不受函数性质影响的优势,能够克服传统算法难以求解多阶导数的困难,提高公式拟合精度。     

大变异遗传退火法及其在水库优化调度中的应用

根据水电站优化调度特点,建立水库调度优化模型,并针对遗传算法易早熟收敛和进化后期搜索效率较低的问题,将遗传操作与模拟退火(SA)思想相结合,并加入大变异(LPM)思想,最后将大变异遗传退火算法(LPM GASA)用于隔河岩水库。通过LPM GASA在隔河岩水库优化调度中的模拟,表明改进策略在解决水库优化调度问题方面的有效性。最后与动态规划(DP)法以及几种策略下的浮点编码遗传算法(FGA)作比较,体现出改进GA的优点及优越性。     

基于Web结构挖掘的HITS算法分析及改进

随着网络和数据挖掘技术的发展,Web数据挖掘得到了较多的研究.文章从Web结构挖掘的角度出发,在分析传统的HITS(Hyperlink-Induced Topic Search)算法的基础上,针对Hub页面的多主题性、无关页面和无关链接等对HITS算法的影响,提出了HITS算法的改进算法.     

基于正交设计模型的多目标进化算法

为提高多目标进化算法在求解复杂多目标问题上的收敛性和解集多样性,提出了一种基于正交设计模型的多目标进化算法。该算法在基于分解技术的多目标进化算法框架下,将正交实验设计方法同分解技术相融合。利用正交实验设计方法,有针对性地对父代个体进行重组,并生成多个保留优良基因的子代个体,避免了盲目性搜索以提高算法收敛性,并应用分解技术选择优秀个体来维持全局搜索和局部寻优的动态平衡。将该算法与目前典型的优异算法在18个标准测试函数集上进行对比测试,仿真结果表明所提算法相比另外4种算法具有良好的竞争力,在保持良好收敛性的同时,所获得的Pareto前端分布更加均匀,尤其在求解具有复杂Pareto解集的问题时,能保持较好的搜索性能。为了测试算法在求解含有约束问题的性能,将其应用于I型主梁多目标优化设计中,获得的Pareto前沿较均匀,且解集域较宽广,对比分析表明了算法的工程实用性。