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《基于蟻群算法的布局問題研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于蟻群算法的布局問題研究ResearchonPackingProblemBasedonAntColonyAlgorithm作者姓名：宋真真導(dǎo)師（職稱）：王金敏教授學(xué)科（專業(yè)）：機械工程（專業(yè)學(xué)位）提交論文日期：2016年1月分類號：學(xué)校代碼：10066密級：學(xué)號：03M080613024基于蟻群算法的布局問題研究ResearchonPackingProblemBasedonAntColonyAlgorithm作者姓名：宋真真導(dǎo)師（職稱）：王金敏教授一級學(xué)科：機械工程學(xué)科（專業(yè)）：機械工程（專業(yè)學(xué)位）年級：2013級提交論文日期：2016年1月學(xué)位授予
2、單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)i獨創(chuàng)性聲明聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，特授權(quán)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影
3、印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，允許論文被查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月ii摘要布局問題是在滿足一定約束的條件下，按照空間利用率最大、成本最低或者重心最低等評價標(biāo)準(zhǔn)，完成人們預(yù)期布局要求的問題。它在航空航天、板材切割、石油運輸管路、機器人路徑規(guī)劃、物流運輸?shù)阮I(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用，好的布局設(shè)計方案不但會給人類帶來便利，還會提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，因此，研究布局問題具有重大意義。理論上，布局問題已被認(rèn)定是NP問題，在一定的時間里求
4、得最優(yōu)解是不可能的。關(guān)于布局問題，學(xué)者們進(jìn)行了許多探索和研究，取得了一些成果，但仍有許多問題有待深入的研究。本文利用蟻群算法研究了三維矩形布局問題和三維管路布局問題。首先提出了解決三維矩形布局問題的蟻群優(yōu)化算法，算法以追求較高的空間利用率作為目標(biāo)。介紹了三維矩形布局問題的模型以及定位規(guī)則，然后，提出三維布局蟻群算法，算法中，將賦定值與隨機生成兩種方式作為初始信息素的來源，在更新方式的信息素?fù)]發(fā)系數(shù)選取上提出分段選取的思想，之后采用部分算例，將五種不同的初始化方式和四種揮發(fā)系數(shù)不同的選取方式進(jìn)行分析比較，選取出較好的組合方式。經(jīng)過算例計算，與前人的結(jié)果進(jìn)行比較得到了
5、較好的布局結(jié)果。隨后利用蟻群算法對三維管路布局問題進(jìn)行了研究，算法追求的目標(biāo)是管路彎折數(shù)目盡量少和管路路徑盡量短。首先，簡要介紹PM2.5采樣器的管路布局設(shè)計思路，確定布局的目標(biāo)函數(shù)，處理三維待布局空間、障礙物以及管路模型；其次，提出適應(yīng)管路布局蟻群算法。算法中信息素更新方式分為局部信息素更新和全局信息素更新兩部分，并將兩次的揮發(fā)系數(shù)取不同的值；之后，選擇PM2.5自動換膜采樣器簡化模型進(jìn)行實驗驗證，利用Matlab軟件顯示布局方案，對所得布局方案的合理性進(jìn)行分析，并提出算法改進(jìn)的方式，得出更佳的布局方案，同時分析了初始參數(shù)對布局結(jié)果的影響，提高布局效率，并分析了
6、初始參數(shù)對布局結(jié)果的影響。最后，文章對矩形布局和管路布局的研究成果作出總結(jié)，并展望了下一步所要進(jìn)行的研究工作。關(guān)鍵詞：蟻群算法，矩形布局，管路布局iiiAbstractThepackingproblemistheprocessofcompletingtheexpectedpackingobjectiveaccordingtosomeevaluationcriteriaundertheconditionofsatisfyingsomeconstraints.Itiswidelyusedinthefieldsofaerospace,sheetmetalcutting,
7、oiltransportationpipeline,robotpathpacking,logisticsandtransportation,goodpackingdesignschemewillnotonlybringconveniencetohuman,butalsoimprovetheeconomicperformance.Therefore,Itisofgreatsignificancetostudythepackingproblem.Theoretically,thepackingproblemhasbeenidentifiedasNP-problem,I
8、tisno
