基于改进蚁群算法的航空发动机外部管路敷设

【类型】学位论文

【作者】高燕风 

【关键词】 航空发动机 改进蚁群算法 路径 仿真 管路敷设

【摘要】航空发动机外部管线路类繁杂, 包括燃油管、润滑油管、冷却气管、控制液压管和部分电缆等, 属三维复杂管线系统。航空发动机的管线系统敷设不仅周期长, 费用高, 而且劳动强度大, 难以达到最优设计结果, 必然会造成管路故障频繁, 影响发动机的整体性能。为此,本文主要对基于改进蚁群算法的智能管路敷设技术进行研究。管路布局设计类似于三维空间内的机器人路径寻优，从理论上讲属于组合优化NP-hard问题。传统优化算法很难在确定的时间内取得满意的优化效果，因此，对于这类问题，最有力的工具是那些可以在较短的时间内发现质量较高解的启发式算法。目前在国内外许多学术期刊和重要国际会议上，人工智能领域的一个新的研究热点蚁群算法已成为交叉学科中的一个非常活跃的前沿性研究问题。考虑到航空发动机外部管路敷设的复杂性，本文首先讨论了航空发动机外部管路敷设的重要性和国内国外管路敷设的现状和发展状况，而后详细介绍了各种寻径方法的基本原理及优缺点和应用场合。本论文首先提出了一种新的改进的蚁群算法，该算法采用新的节点选择机制和全局信息素更新方式，能很好的实现三维的路径规划；仿真显示其搜索速度快，全局收敛率高; 讨论了各参数的选择对算法性能的影响，蚁群算法起步时间不长，理论不健全，很多问题还处于实验研究阶段，参数的选择要靠大量的实验和经验；熟练使用UG/routing模块，了解其已有的功能；首次将新的改进的蚁群算法应用到航空发动机管路三维布局优化中，在UG/Routing 模块的基础上结合vc6.0++与UG open API开发管路智能敷设工具，实现了航空发动机管路的智能寻径. 最后还对蚁群算法、遗传算法和lee算法进行比较分析。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】樊江

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