面向机电产品自动布线设计的空间预处理技术研究

发布时间：2020-08-09 00:30

【摘要】：线缆组件的自动布线设计是对线缆组件拓扑结构和线缆路径进行规划优化的过程,布线空间模型直接影响布线优化的求解效率和质量。本课题面向自动布线的需求,研究了待布线产品的空间信息建模技术,建立了线缆组件布线优化求解的布线空间模型评价指标,并基于八叉树实现了待布线空间的预处理。最后基于粒子群算法实现了线缆组件结构与路径的优化,并验证了本文所提空间预处理技术的有效性。本文的主要工作如下:(1)提出了基于离散点的布线空间信息模型。为获得面向布线优化的空间信息模型,分析了布线优化对空间信息的需求,实现了对搜索空间中离散点几何信息和工艺信息的表达,并基于八叉树将两者有机地结合到一起,从而实现了基于八叉树的空间信息模型;利用XML技术实现了布线空间信息的存储;最后建立了布线空间模型性能评价指标。(2)研究了基于八叉树的布线空间预处理技术。确定了八叉树的编码方式;结合CREO干涉检测功能实现了八叉树节点的剖分判断;根据编码方式实现了八叉树节点的邻近搜索功能;设计了基于八叉树的空间信息模型中各属性值的计算方法;实现了空间信息模型的可视化。(3)研究了基于粒子群的多分支线束的布线规划算法。分析了基于八叉树的布线空间信息模型所描述的离散空间特点,对A*算法的估价函数和搜索方式进行了改进,并给出了路径节点间的连接方式,实现了基于改进A*算法的八叉树空间模型的路径搜索。根据布线问题建立了其优化模型,并根据优化模型研究了粒子的编码方式、初始化以及更新迭代方式,实现了基于粒子群算法的多分支线缆路径优化。(4)研究了布线空间复杂度对布线优化性能的影响。通过指标定量评价了各预处理方法的性能,并分析比较了不同预处理方法对布线优化的影响,最终通过实例验证了该评价指标的可行性。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH-39;TP391.7;TP18
【图文】：

南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文绪论究背景连接机电产品中各种元器件的重要零件[1]。随着向着智能化、集成化以展，航空航天、电子、船舶等产品大量的运用线缆作为电气元件间信号品中线缆分支结构多样，形态多变，有着复杂的拓扑结构，如图 1.1 所示中，布线人员在产品的三维样机上根据接线表进行线缆的试安装，而在员凭借着自己的经验进行线缆走线路径和分支结构的设计，从而得到线布局影响着产品的可靠性和性能，因此线缆布局方案的设计成为了产品。

面向机电产品自动布线设计的空间预处理技术研究算法[44]。间几何构造的布线算法几何构造的布线算法的基本内容是：首先对实际布线空间线。该算法分成两个阶段：第一阶段，构建一个关系图来构建方法主要有单元分解法、可视图法等；第二阶段，进布线算法线算法是通过对布线空间进行随机采样来感知周围障碍物或者构建连通图来实现对布线空间的环境描述，最终采用需要对求解空间和障碍物进行描述，典型的算法有快速扩PRM）[45-47]，如图 1.3 所示。基于采样的自动布线算法有着，在布线空间内不能保证求得可行路径；② 冗余点较多时间成本；③ 所求得的解只是一个可行解，而不是当前

VG图和MVG图

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本文编号：2786315