二维不规则图形排样算法的优化

1、文章编号:100320794(20030320039203二维不规则图形排样算法的优化林海鹏(黑龙江科技学院,黑龙江鸡西158105摘要:寻求二维不规则图形零件在排样区域上的最优排列,也就是对二维不规则图形的计算机自动排样算法进行优化,将在工业应用中有很广阔的前景。采用矩形包络和状态搜索相结合的排样算法对二维不规则图形零件进行排样,从而得到优化的排样结果。关键词:二维排样;矩形包络;状态搜索;算法中图号:TP34文献标识码:A1引言随着计算机图形学和计算机辅助技术的发展,人们不断地研究各种排样算法,以求有效地解决二维优化排样问题,在板材上进行钣金件排布,布料上进行片料的排布都是典型的二维不规则

2、图形的排样问题。优化排样的问题是寻求二维图形零件在排样区域上的最优排列,以使材料的利用率达到最高。2优化排样算法的思路不规则图形零件的排样算法目前比较成熟的有矩形包络法和状态搜索法。矩形包络法,就是找到被排零件的最小矩形包络,然后以矩形代替被排零件进行矩形排样,这样的算法实现简单,系统运行时间短;但是排样结果的材料利用率低。状态搜索法,就是对排样零件的位置和姿态遍历,并对零件进行靠接得出优化的排样结果,这种方法排样优化程度和材料利用率高。必须已知(且为常数。在许多应用中,放大器驱动一个电路外部的负载,当负载改换时,C L 也应该适当变化。只有当C L 接入闭环系统时,使用上述电路才最适合。这种

3、在基准电压的缓冲器或倒相器中,驱动一个大的去耦电容。这里C L 是固定值,可以精确地抵消极点和零点的作用。与前两种方法相比,这种方法非常适合于低直流输出电阻和低噪声的情况。而且像对基准电压源进行去耦的那么大的容性负载(一般几微法,用其他方法补偿都是不切实际的。有的运放有一个“补偿”脚。当驱动容性负载时,为使电路保持稳定,能用它对运放进行补偿。这是对容性负载进行补偿的最简单的方法。现在许多运放都带有使单位增益稳定的内部电路。但是许多运放只有在很高噪声增益下才能一直保持固有的稳定性。这类运放有一个与外部电容相连的引脚,用来减小主极点频率。为了在低增益时工作稳定,外接电容必须靠近这个引脚,以减小增益

4、带宽积。当驱动容性负载时,增加外接电容过补偿,可以提高稳定性,但是带宽降低。4结语上面讨论了VFA 的容性负载驱动问题,那么对于电流反馈运算放大器(CFA 的容性负载驱动问题应如何处理,对CFA 的一些特性要特别注意,但容性负载对电路的影响是相同的。与运放输出电阻相连的容性负载产生附加极点,从而增加相移并降低相位裕度,有可能产生尖峰、振铃,甚至振荡。但是,因为CFA 不存在增益带宽积这个概念(带宽依赖于增益的程度很小,所以通过简单增加噪声增益的方法,对提高电路稳定性没有显著作用。这样便使第1种方法失效。另外,电容决不应接入CFA 反馈环路,这样又使第3种方法失效。对驱动容性负载的CFA 进行补

5、偿最合适的方法是环路外补偿方法,在环路外串接一个电阻。另外ADI 公司提供一些很有用的运放,它们既能驱动“无限制”容性负载,同时又能保持优良的相位裕度,还给出了驱动容性负载可高达规定值的另一类运放。所谓驱动容性负载“无限制”并不是意味着驱动10F 容性负载像驱动阻性负载那样具有相同的转换速率。在实际中要根据实际情况进行处理。作者简介:隋晓红(1969-,女,黑龙江省庆安县人,讲师,毕业于黑龙江矿业学院电气自动化专业,现从事计算机网络及通信方面的教学及研究工作。发表论文多篇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期煤矿机械3连续性排样算法连续性排样是针对一个或几个固定的零件,沿水平和垂直方向按材料利用率最高时的排样间距对零件进行排样。其常见的形式是普通成排排样和对头双排排样。 311普通成排排样优化算法以一定步距角使图形在0180°范围旋转。每旋转一次,将两零件图

8、形的区域按水平或垂直方向靠近,得排样的水平或垂直步距,最后比较各种下的材料利用率,取其最高者为最佳方案。材料利用率可按下式计算材料利用率=被排零件的个数×零件图形面积排样结果的矩形包络的面积一般没必要让计算机运算无穷多次,常取=15°,要求较高时取=0121°。普通成排排样的零件图形需要得到以下定位参数,旋转角度,水平步距X s ,垂直步距Y s 。零件在某一旋转角度下的定位参数优化排样算法如下:做排样零件的矩形包络,求其各点坐标,左下角坐标(X 1,Y 1,左上角坐标(X 2,Y 2,右下角坐标(X 3,Y 3,并求矩形包络的水平长度H 和垂直长度N ;创建该零

9、件的图形区域R 1;在点(X 2,Y 2处复制R 1成为R 2(即:使R 2矩形包络左下坐标为(X 2,Y 2,R 1,R 2 一定不相交;将R 2向下向R 1平移,设d y 为两区域不相交时最大平移量,则Y s =N -d y ;同样在点(X 3,Y 3处复制R 1成为R 3(即:使R 3矩形包络左下坐标为(X 3,Y 3,R 1,R 3一定不相交;将R 3向左向R 1平移,设d x 为两区域不相交时最大平移量,则X s =H -d x 。每一旋转角下都能通过计算得到一对水平步距和垂直步距,可计算材料的利用率,取利用率最高时的,X s ,和Y s 就是定位参数。根据这个参数,就能得到最终的优

10、化排样结果,其定位参数的算法流程如图1所示。312对头双排排样算法对头双排排样中,先将2个角度差180°的相同零件(对头零件组合在一起,组合后的两零件图形作为一个整体,再将该整体按普通成排排样算法进行排样,得到最后的优化排样结果。而其中对排零件图形在某一旋转角下的对头组合参数的优化算法如下:将一个零件图形定位在(X 1,Y 1,创建该零件区域R 1,并求R 1包络矩形的长M 和宽N ;将零件旋转,并定位在(X 1+M ,Y 1+N ,创建其零件区域成为R 2;将R 2向左下沿角方向平移,设d x 和d y 分别为R 1,R 2不相交时的最大水平和垂直平移量,则X s =M -d x

11、,Y s =N -d y ;删除R 1,R 2,本循环结束。图1排样参数计算过程Fig 11Computing nesting p arameters process按最终所取的材料利用率最高时的,X s 和Y s将两零件图形组合成一个整体,然后将该整体按普通成排排样算法进行排样,得到最后优化排样结果,如图2。图2对头双排排样图Fig 12Layout of p air -wise double row4非连续排样算法非连续排样是将一些不同种类、不同数量和不同形状的零件排布到一个排样区域中。也采用矩形包络和状态搜索相结合的算法进行优化排样。其优化算法实现过程如下:提取每一个被排零件的图形信息;

12、求每个零件的最小矩形包络,最小矩形包络的求法是让零件在090°范围内以一定的步距角旋转,每次求出零件的矩形包络,最后比较这些矩形包络的面积,最小者确定为最小矩形包络;以矩形包络代替图形零件进行优化排样;以被排零件代替矩形包络,采用局部搜索进行局部优化。5排样系统的排样流程这种矩形包络法和状态搜索法相结合的排样算法,用计算机实现的操作流程如图3所示。04二维不规则图形排样算法的优化林海鹏2003年第3期文章编号:100320794(20030320041203基于80C196K B设计的变电所综合保护与测控装置吴翠娟1,王致杰1,2,李冬1,王成刚3(11中国矿业大学信电学院,江苏徐州

13、221008;21山东科技大学工程学院,山东泰安271021;31青岛建工学院,山东青岛266520摘要:介绍了变电所微机保护测控装置的硬件组成,结构特点和各模块的作用,特别是采用双CPU系统设计模式,大大增强了软件的冗余度,提高了保护和通信的处理速度,增强了装置的可靠性。关键词:微机保护;双CPU;看门狗电路中图号:TP206文献标识码:A煤矿变电所微机保护测控系统由一系列功能不同的小型单元箱组成,各单元箱采用超小型机箱设计,里面包括底板和3块插件。3块插件分别为电源插件,CPU插件和继电器插件。插件的安装简单易行,即将各插件沿着导轨插入正确位置即可。1硬件系统的组成整个装置的核心是CPU插

14、件,板内有2个高速16位80C196K B单片机,8个开关量输入,9个模拟量输入,6个继电器输出,液晶显示,4个按键和一路光电隔离的通信接口。图1为CPU插件的硬件原理框图。下面是硬件配置的详细说明:(1采用双CPU系统,一套为监控CPU系统,另一套为保护CPU系统。监控CPU系统有双重任务,其一是为与上位机的通信管理,其二是为该装置的监控测量工作。保护CPU系统只完成单元箱内的所有保护功能。(2采用双口RAM实现2个CPU之间数据共享,2个CPU之间工作互不影响。当保护动作时,通过双口通信电路将相应的保护动作信息传给监控CPU系统,监控CPU系统将所接收到的数据送显示,同时发送给上位机。(3

15、看门狗自复位。2个CPU系统均有掉电存储芯片,存储各系统定值,同时具有看门狗功能。当程序跑飞或死机时,能自动复位 。图3系统操作流程图Fig13System operation flow ch art6结语采用矩形包络和状态搜索相结合的排样算法,在连续排样中一般能得到最优结果,在非连续排样中虽然得不到最优的结果,一般也能得到材料利用率较高的准优结果。作者简介:林海鹏(1972-,河南濮阳人,讲师,1997年毕业于原黑龙江矿业学院,现工作于黑龙江科技学院机械工程系,从事机械电子工程专业的教学与科研工作,曾发表论文多篇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