二維不規(guī)則圖形排樣算法的優(yōu)化

1、文章編號(hào):100320794(20030320039203二維不規(guī)則圖形排樣算法的優(yōu)化林海鵬(黑龍江科技學(xué)院,黑龍江雞西158105摘要:尋求二維不規(guī)則圖形零件在排樣區(qū)域上的最優(yōu)排列,也就是對(duì)二維不規(guī)則圖形的計(jì)算機(jī)自動(dòng)排樣算法進(jìn)行優(yōu)化,將在工業(yè)應(yīng)用中有很廣闊的前景。采用矩形包絡(luò)和狀態(tài)搜索相結(jié)合的排樣算法對(duì)二維不規(guī)則圖形零件進(jìn)行排樣,從而得到優(yōu)化的排樣結(jié)果。關(guān)鍵詞:二維排樣;矩形包絡(luò);狀態(tài)搜索;算法中圖號(hào):TP34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1引言隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展,人們不斷地研究各種排樣算法,以求有效地解決二維優(yōu)化排樣問題,在板材上進(jìn)行鈑金件排布,布料上進(jìn)行片料的排布都是典型的二維不規(guī)則

2、圖形的排樣問題。優(yōu)化排樣的問題是尋求二維圖形零件在排樣區(qū)域上的最優(yōu)排列,以使材料的利用率達(dá)到最高。2優(yōu)化排樣算法的思路不規(guī)則圖形零件的排樣算法目前比較成熟的有矩形包絡(luò)法和狀態(tài)搜索法。矩形包絡(luò)法,就是找到被排零件的最小矩形包絡(luò),然后以矩形代替被排零件進(jìn)行矩形排樣,這樣的算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間短;但是排樣結(jié)果的材料利用率低。狀態(tài)搜索法,就是對(duì)排樣零件的位置和姿態(tài)遍歷,并對(duì)零件進(jìn)行靠接得出優(yōu)化的排樣結(jié)果,這種方法排樣優(yōu)化程度和材料利用率高。必須已知(且為常數(shù)。在許多應(yīng)用中,放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)電路外部的負(fù)載,當(dāng)負(fù)載改換時(shí),C L 也應(yīng)該適當(dāng)變化。只有當(dāng)C L 接入閉環(huán)系統(tǒng)時(shí),使用上述電路才最適合。這種

3、在基準(zhǔn)電壓的緩沖器或倒相器中,驅(qū)動(dòng)一個(gè)大的去耦電容。這里C L 是固定值,可以精確地抵消極點(diǎn)和零點(diǎn)的作用。與前兩種方法相比,這種方法非常適合于低直流輸出電阻和低噪聲的情況。而且像對(duì)基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行去耦的那么大的容性負(fù)載(一般幾微法,用其他方法補(bǔ)償都是不切實(shí)際的。有的運(yùn)放有一個(gè)“補(bǔ)償”腳。當(dāng)驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí),為使電路保持穩(wěn)定,能用它對(duì)運(yùn)放進(jìn)行補(bǔ)償。這是對(duì)容性負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖詈?jiǎn)單的方法?，F(xiàn)在許多運(yùn)放都帶有使單位增益穩(wěn)定的內(nèi)部電路。但是許多運(yùn)放只有在很高噪聲增益下才能一直保持固有的穩(wěn)定性。這類運(yùn)放有一個(gè)與外部電容相連的引腳,用來減小主極點(diǎn)頻率。為了在低增益時(shí)工作穩(wěn)定,外接電容必須靠近這個(gè)引腳,以減小增益

4、帶寬積。當(dāng)驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí),增加外接電容過補(bǔ)償,可以提高穩(wěn)定性,但是帶寬降低。4結(jié)語上面討論了VFA 的容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)問題,那么對(duì)于電流反饋運(yùn)算放大器(CFA 的容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)問題應(yīng)如何處理,對(duì)CFA 的一些特性要特別注意,但容性負(fù)載對(duì)電路的影響是相同的。與運(yùn)放輸出電阻相連的容性負(fù)載產(chǎn)生附加極點(diǎn),從而增加相移并降低相位裕度,有可能產(chǎn)生尖峰、振鈴,甚至振蕩。但是,因?yàn)镃FA 不存在增益帶寬積這個(gè)概念(帶寬依賴于增益的程度很小,所以通過簡(jiǎn)單增加噪聲增益的方法,對(duì)提高電路穩(wěn)定性沒有顯著作用。這樣便使第1種方法失效。另外,電容決不應(yīng)接入CFA 反饋環(huán)路,這樣又使第3種方法失效。對(duì)驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的CFA 進(jìn)行補(bǔ)

5、償最合適的方法是環(huán)路外補(bǔ)償方法,在環(huán)路外串接一個(gè)電阻。另外ADI 公司提供一些很有用的運(yùn)放,它們既能驅(qū)動(dòng)“無限制”容性負(fù)載,同時(shí)又能保持優(yōu)良的相位裕度,還給出了驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載可高達(dá)規(guī)定值的另一類運(yùn)放。所謂驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載“無限制”并不是意味著驅(qū)動(dòng)10F 容性負(fù)載像驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載那樣具有相同的轉(zhuǎn)換速率。在實(shí)際中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。作者簡(jiǎn)介:隋曉紅(1969-,女,黑龍江省慶安縣人,講師,畢業(yè)于黑龍江礦業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信方面的教學(xué)及研究工作。發(fā)表論文多篇1E -mail :sxh40sina 1com 1cn 1收稿日期:2002210207Load of the quest

6、ion to be studied for the nature thatholds amplifier of operationSUI Xiao-hong SHI Lei(Heilongjiang Institute of Science and T echn ology ,Harbin 150027,China Abstract :The im pact on performance of am plifier of operation of load of nature that holds has been discussed ,and severalkinds of feasible

7、 s olutions of the problem that letting nature load drives and the application in reality 1K ey w ords :operation am plifier ;the load of holding nature ;gain932003年第3期煤礦機(jī)械3連續(xù)性排樣算法連續(xù)性排樣是針對(duì)一個(gè)或幾個(gè)固定的零件,沿水平和垂直方向按材料利用率最高時(shí)的排樣間距對(duì)零件進(jìn)行排樣。其常見的形式是普通成排排樣和對(duì)頭雙排排樣。 311普通成排排樣優(yōu)化算法以一定步距角使圖形在0180°范圍旋轉(zhuǎn)。每旋轉(zhuǎn)一次,將兩零件圖

8、形的區(qū)域按水平或垂直方向靠近,得排樣的水平或垂直步距,最后比較各種下的材料利用率,取其最高者為最佳方案。材料利用率可按下式計(jì)算材料利用率=被排零件的個(gè)數(shù)×零件圖形面積排樣結(jié)果的矩形包絡(luò)的面積一般沒必要讓計(jì)算機(jī)運(yùn)算無窮多次,常取=15°,要求較高時(shí)取=0121°。普通成排排樣的零件圖形需要得到以下定位參數(shù),旋轉(zhuǎn)角度,水平步距X s ,垂直步距Y s 。零件在某一旋轉(zhuǎn)角度下的定位參數(shù)優(yōu)化排樣算法如下:做排樣零件的矩形包絡(luò),求其各點(diǎn)坐標(biāo),左下角坐標(biāo)(X 1,Y 1,左上角坐標(biāo)(X 2,Y 2,右下角坐標(biāo)(X 3,Y 3,并求矩形包絡(luò)的水平長(zhǎng)度H 和垂直長(zhǎng)度N ;創(chuàng)建該零

9、件的圖形區(qū)域R 1;在點(diǎn)(X 2,Y 2處復(fù)制R 1成為R 2(即:使R 2矩形包絡(luò)左下坐標(biāo)為(X 2,Y 2,R 1,R 2 一定不相交;將R 2向下向R 1平移,設(shè)d y 為兩區(qū)域不相交時(shí)最大平移量,則Y s =N -d y ;同樣在點(diǎn)(X 3,Y 3處復(fù)制R 1成為R 3(即:使R 3矩形包絡(luò)左下坐標(biāo)為(X 3,Y 3,R 1,R 3一定不相交;將R 3向左向R 1平移,設(shè)d x 為兩區(qū)域不相交時(shí)最大平移量,則X s =H -d x 。每一旋轉(zhuǎn)角下都能通過計(jì)算得到一對(duì)水平步距和垂直步距,可計(jì)算材料的利用率,取利用率最高時(shí)的,X s ,和Y s 就是定位參數(shù)。根據(jù)這個(gè)參數(shù),就能得到最終的優(yōu)

10、化排樣結(jié)果,其定位參數(shù)的算法流程如圖1所示。312對(duì)頭雙排排樣算法對(duì)頭雙排排樣中,先將2個(gè)角度差180°的相同零件(對(duì)頭零件組合在一起,組合后的兩零件圖形作為一個(gè)整體,再將該整體按普通成排排樣算法進(jìn)行排樣,得到最后的優(yōu)化排樣結(jié)果。而其中對(duì)排零件圖形在某一旋轉(zhuǎn)角下的對(duì)頭組合參數(shù)的優(yōu)化算法如下:將一個(gè)零件圖形定位在(X 1,Y 1,創(chuàng)建該零件區(qū)域R 1,并求R 1包絡(luò)矩形的長(zhǎng)M 和寬N ;將零件旋轉(zhuǎn),并定位在(X 1+M ,Y 1+N ,創(chuàng)建其零件區(qū)域成為R 2;將R 2向左下沿角方向平移,設(shè)d x 和d y 分別為R 1,R 2不相交時(shí)的最大水平和垂直平移量,則X s =M -d x

11、,Y s =N -d y ;刪除R 1,R 2,本循環(huán)結(jié)束。圖1排樣參數(shù)計(jì)算過程Fig 11Computing nesting p arameters process按最終所取的材料利用率最高時(shí)的,X s 和Y s將兩零件圖形組合成一個(gè)整體,然后將該整體按普通成排排樣算法進(jìn)行排樣,得到最后優(yōu)化排樣結(jié)果,如圖2。圖2對(duì)頭雙排排樣圖Fig 12Layout of p air -wise double row4非連續(xù)排樣算法非連續(xù)排樣是將一些不同種類、不同數(shù)量和不同形狀的零件排布到一個(gè)排樣區(qū)域中。也采用矩形包絡(luò)和狀態(tài)搜索相結(jié)合的算法進(jìn)行優(yōu)化排樣。其優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)過程如下:提取每一個(gè)被排零件的圖形信息;

12、求每個(gè)零件的最小矩形包絡(luò),最小矩形包絡(luò)的求法是讓零件在090°范圍內(nèi)以一定的步距角旋轉(zhuǎn),每次求出零件的矩形包絡(luò),最后比較這些矩形包絡(luò)的面積,最小者確定為最小矩形包絡(luò);以矩形包絡(luò)代替圖形零件進(jìn)行優(yōu)化排樣;以被排零件代替矩形包絡(luò),采用局部搜索進(jìn)行局部?jī)?yōu)化。5排樣系統(tǒng)的排樣流程這種矩形包絡(luò)法和狀態(tài)搜索法相結(jié)合的排樣算法,用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的操作流程如圖3所示。04二維不規(guī)則圖形排樣算法的優(yōu)化林海鵬2003年第3期文章編號(hào):100320794(20030320041203基于80C196K B設(shè)計(jì)的變電所綜合保護(hù)與測(cè)控裝置吳翠娟1,王致杰1,2,李冬1,王成剛3(11中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院,江蘇徐州

13、221008;21山東科技大學(xué)工程學(xué)院,山東泰安271021;31青島建工學(xué)院,山東青島266520摘要:介紹了變電所微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置的硬件組成,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各模塊的作用,特別是采用雙CPU系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式,大大增強(qiáng)了軟件的冗余度,提高了保護(hù)和通信的處理速度,增強(qiáng)了裝置的可靠性。關(guān)鍵詞:微機(jī)保護(hù);雙CPU;看門狗電路中圖號(hào):TP206文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A煤礦變電所微機(jī)保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)由一系列功能不同的小型單元箱組成,各單元箱采用超小型機(jī)箱設(shè)計(jì),里面包括底板和3塊插件。3塊插件分別為電源插件,CPU插件和繼電器插件。插件的安裝簡(jiǎn)單易行,即將各插件沿著導(dǎo)軌插入正確位置即可。1硬件系統(tǒng)的組成整個(gè)裝置的核心是CPU插

14、件,板內(nèi)有2個(gè)高速16位80C196K B單片機(jī),8個(gè)開關(guān)量輸入,9個(gè)模擬量輸入,6個(gè)繼電器輸出,液晶顯示,4個(gè)按鍵和一路光電隔離的通信接口。圖1為CPU插件的硬件原理框圖。下面是硬件配置的詳細(xì)說明:(1采用雙CPU系統(tǒng),一套為監(jiān)控CPU系統(tǒng),另一套為保護(hù)CPU系統(tǒng)。監(jiān)控CPU系統(tǒng)有雙重任務(wù),其一是為與上位機(jī)的通信管理,其二是為該裝置的監(jiān)控測(cè)量工作。保護(hù)CPU系統(tǒng)只完成單元箱內(nèi)的所有保護(hù)功能。(2采用雙口RAM實(shí)現(xiàn)2個(gè)CPU之間數(shù)據(jù)共享,2個(gè)CPU之間工作互不影響。當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí),通過雙口通信電路將相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作信息傳給監(jiān)控CPU系統(tǒng),監(jiān)控CPU系統(tǒng)將所接收到的數(shù)據(jù)送顯示,同時(shí)發(fā)送給上位機(jī)。(3

15、看門狗自復(fù)位。2個(gè)CPU系統(tǒng)均有掉電存儲(chǔ)芯片,存儲(chǔ)各系統(tǒng)定值,同時(shí)具有看門狗功能。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時(shí),能自動(dòng)復(fù)位 。圖3系統(tǒng)操作流程圖Fig13System operation flow ch art6結(jié)語采用矩形包絡(luò)和狀態(tài)搜索相結(jié)合的排樣算法,在連續(xù)排樣中一般能得到最優(yōu)結(jié)果,在非連續(xù)排樣中雖然得不到最優(yōu)的結(jié)果,一般也能得到材料利用率較高的準(zhǔn)優(yōu)結(jié)果。作者簡(jiǎn)介:林海鵬(1972-,河南濮陽人,講師,1997年畢業(yè)于原黑龍江礦業(yè)學(xué)院,現(xiàn)工作于黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程系,從事機(jī)械電子工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作,曾發(fā)表論文多篇1T el稿日期:2002211225 Optim

16、ization of tw o-dimensional irregular graphicsnesting algorithmsLIN H ai-peng(Heilongjiang Institute of Science and T echonlogy,Jixi158105,ChinaAbstract:The optimal lay out is s ought in given nest region of tw o-dimensional irregular graphical parts1That is to optimize the com puter automated nest alg orithm of tw o-dimensional irregular graphics,which is of great promising future in the in2 dustrial applications1By using the nest alg