帶平衡約束的多形狀裝填問題的兩階段優(yōu)化算法研究.pdf

1、衛(wèi)星艙裝填問題可簡單描述為：將給定的儀器和設備等有效載荷合理地、緊湊地放置在衛(wèi)星艙的承載板上，滿足給定的性能約束前提下,使艙室盡可能小。求解該問題時，一般都是將儀器和設備簡化為圓柱體和長方體，進而將每一個承載面的裝填問題歸結為平衡約束混合圓和矩形布局問題，但這種簡化可能降低其求解精度，進而影響衛(wèi)星艙整體裝填方案的質量。為此，本課題組在國家自然科學基金的資助下，以衛(wèi)星艙裝填設計為背景，研究帶平衡約束的多形狀儀器和儀表裝填的布局設計問題。其

2、思想是：基于幾何、數學、計算機圖形學和運籌學等知識，首先將儀器和設備簡化為圓柱體、半圓柱體、長方體、三棱柱、梯臺和半圓柱長方體，進而將每一個承載板表面的裝填問題歸結為圓、半圓、矩形、三角形、梯形及半圓矩形的多形狀混合裝填的布局問題；然后探索可行有效的求解方法。
　　本研究主要內容包括：⑴提出一種基于改進動態(tài)調整的平衡約束多形狀粗裝填方法。將多形狀用其外包絡矩形替代進行粗裝填。提出一種改進的動態(tài)調整策略，并將其與擬人擬物算法結合，獲

3、得平衡約束多形狀粗裝填的最優(yōu)方案。數值實驗表明：提出的方法能在迭代求解過程中有較快的收斂速度，特別對大規(guī)模布局問題有效。⑵提出一種基于移動策略的平衡約束多形狀精調方法。對于已經布局好的外包絡矩形的布局方案，去除外包絡矩形之后的方案還可以進一步優(yōu)化，本文提出了一種簡單的判斷干涉的方法，計算待布物之間的嵌入度，并應用試探性的移動策略，優(yōu)化布局方案。實驗表明，本文提出的干涉判斷的方法，有效的減少了干涉量計算的時間、提高了求解多個形狀的布局方案