特征模型重构与历程顺序无关的研究

论文摘要

语义特征造型系统采用完全语义约束定义特征和构建模型,能够全面地满足工程设计人员的各种意图,但是它较之以前的基于参数,基于历程的特征造型要复杂得多。它在底层采用特征依赖图保存数据模型,中层用细胞元模型作几何模型,在用户层用视图模型表示。模型设计是不断修改的过程,有修改就会有模型的重构,因此语义特征造型系统的重构是系统的重要部分。在重构过程当中,语义特征造型既要保证产品模型的可编辑性和易编辑性,又要保证编辑后的模型重构的高效性和语义一致性。模型重构中最关键的问题就是如何保持特征语义一致性,如何维护设计者的设计意图,如何保证产品信息的稳定性和完整性,以及如何提高模型的重构效率,并最终做到与历程顺序无关等。本课题将从理论和系统设计开发两个方面对模型重构中的关键技术进行深入的研究,把细胞元几何模型和特征依赖图数据模型结合起来统一进行分析,提出语义特征造型在模型重构过程中的新方法和新思想并给出相关算法。内容主要包括:基于完全约束的特征语义的分析,特征依赖关系图的更新与分析,细胞元几何模型的重构,重构顺序的分析研究,以及与历程顺序无关的约束求解算法。它使该系统趋向完整,更加稳定和实用。本文的研究成果可在HUSTCAID系统中得到实现,从而加速高质量产品的设计速度并为企业创造有形可观的经济效益,而且将在计算机图形学和CAD 这一领域对国内乃至国际将产生一定的影响,促进CAD 技术的更进一步发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 CAD技术的产生及发展过程
• 1.2 CAD几何造型技术的发展
• 1.3 HUSTCAID系统概述及其相关研究
• 1.3.1 HUSTCAID系统概述
• 1.3.2 相关研究
• 1.4 本课题的来源和研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 立论目的和意义
• 1.4.3 研究基本内容
• 第2章 基于完全约束的特征语义和语义特征
• 2.1 引言
• 2.2 特征语义约束
• 2.3 基于约束的特征
• 2.3.1 定义特征的几何形状
• 2.3.2 定义特征的有效性标准
• 2.3.3 定义特征举例
• 2.4 约束求解的方法
• 2.5 约束求解稳定性的分析
• 2.5.1 HUSTCAID约束求解的稳定性
• 2.5.2 过约束差约束的求解
• 2.5.3 约束问题的分解
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于特征依赖图的特征造型建模和重构
• 3.1 引言
• 3.2 特征依赖图（FDG）及其数据结构
• 3.2.1 特征依赖图的概念
• 3.2.2 特征依赖图的数据结构
• 3.3 基于特征依赖图的数据模型更新
• 3.3.1 特征操作
• 3.3.2 约束操作
• 3.4 本章小结
• 第4章 细胞元几何模型的重构理论
• 4.1 引言
• 4.2 细胞元几何模型
• 4.2.1 基于细胞元模型的产品模型的体系结构
• 4.2.2 基于细胞元的语义特征造型
• 4.3 细胞元模型的修改
• 4.4 细胞元模型的查询
• 4.5 细胞元模型的重构
• 4.5.1 细胞元重构的方式
• 4.5.2 细胞元属性的确定
• 4.5.3 细胞元模型特征优先级的标准
• 4.6 本章小结
• 第5章 HUSTCAID系统重构顺序语义一致性的研究
• 5.1 引言
• 5.2 模型的重构顺序
• 5.3 重构过程中有效性的维护
• 5.3.1 有效性维护的含义
• 5.3.2 有效性检查
• 5.3.3 有效性维护
• 5.4 本章小结
• 第6章 与历程顺序无关的约束求解算法
• 6.1 引言
• 6.2 SAGA算法
• 6.3 基于SAGA算法的约束
• 6.3.1 决策变量、约束条件和优化模型
• 6.3.2 编码解码方法
• 6.3.3 个体适应度评价方法
• 6.3.4 遗传算子
• 6.3.5 运行参数
• 6.3.6 中止条件
• 6.4 部分优化计算
• 6.5 SAGA在语义特征造型中的实例
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢