基于遗传算法的织机变换齿轮组合优化.pdf
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1、纺织学报第2 4 卷第4 期 基于遗传算法的织机变换齿轮组合优化 赵其明贾立霞刘君妹张威 ( 河北科技大学纺织服装学院,石家庄,0 5 0 0 3 1 ) 摘要:采用v c + + 6o 编程,探讨基于遗传算法的连续式卷取机构变换齿轮组台优化方法,此法能适合用于解决齿轮组合最优 化问题。 关t 词:基于遗传算法变换齿轮新型织机纬密 中田法分粪号:1 s1 0 3 1 3 2文献标识码: 目前新型织机广泛使用连续式变换齿轮卷取机 构,如苏尔寿鲁蒂片梭织机、T P 5 0 0 剑杆织机、P A T 型喷气织机、z A 型喷气织机等分别采用1 4 只交 换齿轮的连续式卷取机构。连续式卷取机构变换齿
2、轮的可选齿数的组合直接决定着纬密覆盖范围及纬 密分布的均匀性和连续性。同时,若卷取机构纬密 变换齿轮选配不当,不仅会增加纬纱的用纱量、减低 织物产量,而且会影响织物手感等风格特征。目前, 新型织机采用的纬密变换齿轮可选齿数组台只实现 了纬密大部分连续,且所用的齿轮数目较多。为此 对新型织机纬密变换齿轮组合进行优化,实现在确 保纬密可织范围的前提下,实现纬密全部连续、减少 备用齿轮数目,这不仅有利于纺织机械厂降低机械 制造成本,而且便于纺织厂生产管理和提高经济效 益。 曾采用穷举算法,利用c 语言编程确定了4 只 交换齿轮的可选齿数的最优组合,该组合不仅所用 齿轮数目少,而且实现了纬密全部连续,
3、使得所有纬 密档间纬密偏差均小于1 。但采用穷举算法,程 序运行时间太长,如对于齿轮数为9 的组合,当齿数 变化范围为1 5 4 5 齿时,需1 0 加h ;当齿轮数目 或齿数变化范围加大时,运行所需时间将按1 0 倍、 I 一u _ q 1 0 0 倍的数量级增加。为克服这一不足,本文采用 遗传算法对纬密变化齿轮组合进行了优化。 1 最优可选用齿数组合的条件确定 4 齿轮连续式卷取机构的机上纬密计算公式为: 尸= K ;麓( 舢。厘米) 式中,足为机构常数;z 1 一z 4 为4 只变换齿轮齿 数。 各种新型织机的机构常数不尽相同,如苏尔寿 鲁蒂片梭织机的机构常数为1 0 8 ,而T P 5
4、 0 0 剑杆织机 的机构常数为1 4 5 2 2 。 假定某可选用齿数的组合,按齿数由小到大顺 序为:z ( 1 ) ,z ( 2 ) ,z ( 3 ) ,z ( n ) ,依据4 只交 换齿轮从这n 个齿数中任选的4 个齿数组合的不 同,可获得由小到大的m 档纬密值:P ( 1 ) ,P ( 2 ) , P ( 3 ) ,P ( m ) ,设P ( i ) 和P ( f + 1 ) 为其中的两 个相邻档纬密值,则这两挡纬密值间的最大的纬密 偏差为:n = 暑譬去铡l o o ,设这m 档纬 密值的m 1 个“值的晟大值为“则与满足n l 时,纬密覆盖范围内的任一相邻档纬密值的纬 密偏差均小
5、于1 ,即纬密全部连续。令纬密覆盖 - _ _ 一, _ r H - 一1 H “ 3 在数据的引人和数据的存储管理上采用双 向式指针的数据结构,特别适合于曲面衣片的三维 生成以及三维与二维之间的转换和交互式修改。 4 作为设计师在进行设计时,创意受到衣片数 据库的制约。另外,当考虑到服装的省道、放松量、 归拔定型时,曲面衣片的生成模型不容易建立。 尽管我国服装c A D 在企业中的应用已经与日 俱增,但是绝大部分仍然是二维c A D 。国外的三维 c A D 尽管功能比较完善,但是价格昂贵,并不太适 合我国企业的承受能力。在三维c A D 方面,由于光 照模型、重力模型等仍然有待研究,纯三维
6、设计 c A D 的问世还有待时日,这里讨论的交互式款式服 装设计c A D 应该说还是有一定的实用价值,希望更 多的专家、学者去进行深入的开发,尽早开发出具有 自主知识产权的三维c A D 。 参考文献 l许耀昌等计算机辅助服装设计北京:中国纺织出版社,1 9 9 2 : 3 0 一蚰 2 杨建辉等计算机辅助服装设计中服装的三维一二维转换的研 究中国纺织大学学报,1 9 9 0 ( 4 ) :2 0 3倪明田等计算机图形学北京:北京大学出版社,l 蜉9 4王建萍裙厦裤装电脑打板原理上每:中国纺织大学出版社, 1 9 9 9 :5 8 万方数据 PDF Watermark Remover DE
7、MO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark ! 塑! :! 塑:竺塑堂塑箜塑鲞蔓! 塑 系数用刀表示,贝船= 器铲,显然 朋值越大,纬密的覆盖范围也越大。依据目前各 种新型织机的P Z 值,当朋6 8 时,即可满足纺织 厂生产要求。 确定可选用齿数的最优组合的条件是:在保证 纬密覆盖范围及纬密全部连续前提下,使用最少的 齿轮数,实现纬密偏差最小。具体步骤是:1 ) 确定在 满足朋6 8 及u 一1 条件下,变换齿轮可选齿 数组合所需的最少齿轮数N ;2 ) 对于具有N 个齿轮 的变换齿轮可选齿数组合,求纬密偏差最小的
8、齿轮 组合。 2 遗传算法设计 2 I 问题的表示 21 1 遗传基因型 H o d 提出的遗传算法是采 用二进制编码来表现个体的遗传基因型的,其优点 是编码、解码操作简单,交叉、变异等遗传操作便于 实现,但不便于反映所求问题的特定知识。为便于 对纬密齿轮优化这一实际问题的表示,提高种群的 稳定性,本文采用浮点数编码来表现个体的遗传基 因型。下面以包含9 个齿轮的组台,齿数变化范围 为1 5 5 5 时为例,进行介绍。 首先将齿数变化范围1 5 5 5 映射为l 一4 1 对 应数码,9 个齿数组合中对应的9 个存储单元中存 放1 4 1 之间9 个不同的数码,如表l 所示。 寰1 存储单元存
9、放数据实例 查壁苎垂! ! !塑 ! ! 丝1 1 映射数码2 51 84 l 3 4 59 l2 2l O 2 1 2 适应度函数由于本文研究问题的目标函 数,( * ) 是求具有最小纬密偏差的齿数组合,即目标 函数为最小化问题,故采用的适应度函数为: F i t ( ,( x 1 ,* 2 ,z 3 ,4 ,x 5 ,x 6 ,x 7 ,x 8 ,x 9 ) ) = r 土u 一1 和P z 6 8 五= “一1 ”“o 6 r i 熹再”。 1 和船6 8 再面而了五”m “刊“o 5 0P Z 6 8 式中,u 为最大纬密偏差;船为纬密覆盖系数; D u n ;s h 为纬密偏差超过1
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- 关 键 词:
- 基于 遗传 算法 织机 变换 齿轮 组合 优化
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