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《改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法在皮革裁剪路徑優(yōu)化中的應(yīng)用研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法在皮革裁剪路徑優(yōu)化中的應(yīng)用研究六口趙燕偉口盧東口楊偉波浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杭州310014摘要：針對(duì)皮革數(shù)控裁剪機(jī)加工效率不高的問(wèn)題，提出了一種基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃與新自適應(yīng)遺傳算法相結(jié)合的路徑優(yōu)化算法。通過(guò)對(duì)切割輪廓序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局最優(yōu)性分析，得到一條最短的走刀路徑，再采用新自適應(yīng)遺傳機(jī)制及動(dòng)態(tài)規(guī)劃由此路徑構(gòu)建新的走刀路徑，如此反復(fù)迭代，最終得到一條多輪廓的全局最優(yōu)路徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法求解的結(jié)果比其它優(yōu)化算法更能接近全局最短路徑。關(guān)鍵詞：GTSP問(wèn)題動(dòng)態(tài)規(guī)劃法遺傳算法自適應(yīng)機(jī)制中圖分類號(hào)：TP237．
2、2；0224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—4998(2010)10—0022—04在皮革數(shù)控裁剪機(jī)的多輪廓數(shù)控加工中，一般每徑的優(yōu)化方法，從路徑的全局性及算法簡(jiǎn)單性、高效性個(gè)排樣文件常常就有幾十個(gè)甚至上百個(gè)樣片零件。而上做進(jìn)一步的研究。走刀路徑主要由各裁片輪廓的加工有效行程和在不同1問(wèn)題的描述輪廓之間的輔助快速進(jìn)給空行程構(gòu)成。對(duì)于各輪廓的加工，其總的有效裁剪行程是一定的，而走刀空行程則裁剪機(jī)的加工路徑是指裁刀從機(jī)床原點(diǎn)開(kāi)始，按隨著遍歷樣片的輪廓的排列順序、輪廓加工起點(diǎn)位置照輪廓的切割順序，從相應(yīng)的輪廓下刀點(diǎn)落刀，沿著輪的不同而變化。當(dāng)布料、皮
3、革等大批量加工時(shí)，加工路廓軌跡進(jìn)行逐一切割。根據(jù)路徑優(yōu)化的目標(biāo)，可以建立徑將成為影響加工效率的重要因素，因此，需要對(duì)走刀如下數(shù)學(xué)模型：n個(gè)裁片可以表示為n個(gè)城市集V=路徑進(jìn)行優(yōu)化。而這個(gè)問(wèn)題可以歸結(jié)為廣義旅行商問(wèn){，，?，}，其每個(gè)城市集有m個(gè)不定城市組成，題(GTSP)。={c，c，?，c}。欲求從機(jī)床原點(diǎn)起，經(jīng)過(guò)各個(gè)城對(duì)GTSP問(wèn)題，目前常見(jiàn)解決方法是把多輪廓的市集中的任何一個(gè)城市，最終回到機(jī)床原點(diǎn)所構(gòu)成的刀具路徑優(yōu)化問(wèn)題直接簡(jiǎn)化為TSP問(wèn)題來(lái)處理?l2l，從最小Hamilton路。而忽略了輪廓加工起點(diǎn)的變化問(wèn)題對(duì)路徑的影響；余由于城市集在所
4、有城市集中的排列順序位置國(guó)興等人13提出了一種先用時(shí)間復(fù)雜度為O(n)的最不確定，因此首先確定一條輪廓集的排列順序(0，，近鄰算法，求得輪廓原始起點(diǎn)的輪廓加工順序，再用時(shí)2，?，‰，n+1)，1n，且≠≈，其中，代表城間復(fù)雜度為D(n)方法指派輪廓起點(diǎn)，形成的兩步優(yōu)市，從這條排列好的加工順序中選取一條最短化近似算法，忽略了輪廓起點(diǎn)對(duì)加工順序的影響；Pet—Hamilton回路記為厶，求所有輪廓的排列序列得到的ricaCt1直接用數(shù)學(xué)規(guī)劃法求解，對(duì)于大規(guī)模問(wèn)題，需最短Hamilton回路，J，中的最小的L，即滿足：要消耗大量的時(shí)間；ChunguoW
5、u博士所提出的廣義，J(L)：rainD(L，)(1)染色體遺傳算法(GCGA)，是近年來(lái)求解GTSP問(wèn)題最式中：D(￡)、D(厶)分別表示路徑￡和厶的長(zhǎng)度。好的方法之一，但存在全局收斂性較差的特點(diǎn)；季國(guó)順2優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)等人[6提出了蟻群一最近鄰兩級(jí)組合優(yōu)化算法，先采用蟻群算法搜索樣片輪廓的排列順序，再利用最近鄰對(duì)多輪廓的加工路徑優(yōu)化問(wèn)題，本文在路徑編碼算法在相鄰輪廓上尋找裁剪起始點(diǎn)。由于最近鄰算法(PathCoding)的方式下，采用了動(dòng)態(tài)規(guī)劃評(píng)價(jià)染色體是一種局部最優(yōu)算法，因此，其優(yōu)化的結(jié)果不能達(dá)到全個(gè)體適應(yīng)度與新自適應(yīng)遺傳算法相結(jié)合的兩級(jí)組
6、合優(yōu)局最優(yōu)解?；惴▉?lái)徹底解決裁剪的全局路徑優(yōu)化問(wèn)題。這里將雖然上述對(duì)于平面多輪廓的加工路徑優(yōu)化已經(jīng)取對(duì)下刀點(diǎn)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃、遺傳算子、自適應(yīng)機(jī)制作詳細(xì)的得了一定的成果，但是還存在一定的問(wèn)題。因此，本文介紹。基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃和新自適應(yīng)遺傳算法提出了一種裁剪路2．1輪廓裁割下刀點(diǎn)的確定對(duì)于隨機(jī)產(chǎn)生的一條輪廓加工序列，如：2～4—女浙江省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào)：2009C11039)收稿日期：2010年5月6～3一l一8—5—7。要實(shí)現(xiàn)裁剪具體加工路徑，必須對(duì)2010／10機(jī)械制造48卷第554期●．_l9I43l1I8l7【2l5l圖圖1插入到第7位一插入
7、置基因的前面多變段廣『L———9—一—廣JL———4————TJi—T——3———LI——1———廠『————8———廠——7—————fE露6焉l_L————2——『L_——]5__-『異圖最短部分映射雜交(PMX)：通過(guò)隨機(jī)地在父代中選取路徑兩個(gè)交叉點(diǎn)，并交換相應(yīng)的子串，再根據(jù)子串內(nèi)的城市確定部分映射，生成兩個(gè)子個(gè)體(如圖2所示)。V插入變異(IM)：從染色體中隨機(jī)抽取一個(gè)基因隨機(jī)插回到染色體中(如圖3所示)。父染色體2．3自適應(yīng)遺傳機(jī)制在遺傳算法的參數(shù)中，交叉率P。和變異率P的母染色體大小將會(huì)直接影響算法的收斂性及優(yōu)化性能。交叉率．I1．交
8、叉：圖P。決定了新個(gè)體產(chǎn)生速度，P越大，新個(gè)體產(chǎn)生的速2度就越快；反過(guò)來(lái)P過(guò)小，會(huì)使搜索速度緩慢，甚至停部滯不前。變異率P是決定算法跳出
