[发明专利]一种航天器布局领域中基于拟人化策略带质量平衡约束的矩形布局方法

摘要

本发明公开了基于拟人化策略带质量平衡约束的矩形布局方法，该方法利用拟物思想将带质量平衡性能约束的矩形布局问题转化为无约束的优化问题，以吸引盘填充算法(BF)为基础，使用拟人化的局部移动策略进行局部搜索，同时在布局更新上使用了启发式选择策略和拟人化占角放置策略，得到一种新的布局算法。经过实验验证，本发明通过将全局搜索的改进的BF算法和拟人化局部移动策略相结合，优化了算法的整体效率，有效地提高了布局的面积利用率。

主权项

1.一种航天器布局领域中基于拟人化策略带质量平衡约束的矩形布局方法，其特征在于，采用如下步骤完成：(1)采用拟物策略将圆形容器以及所有矩形待布物均想象为光滑的弹性实体，在布局系统中，引入挤压弹性势能U1(X)，这里X为当前格局；引入静不平衡势能U2(X)＝l*J2，这里l为罚因子，J为静不平衡量，将带质量平衡性能约束的矩形布局问题转化为无约束优化问题min U(X)，这里U(X)＝U1(X)+U2(X)为整个布局系统的势能；(2)将所有矩形待布物随机放置在圆形容器中，得到初始格局X；(3)基于当前格局X，使用带拟人化局部移动策略的改进的吸引盘填充即BF算法进行布局的全局优化；如果新格局Xnew被接受，则更新Xnew的直方图函数值，即令H(U(Xnew)，t)＝H(U(Xnew)，t)+1；否则更新前一格局X的直方图函数值，即令H(U(X)，t)＝H(U(X)，t)+1；找出当前格局X中第k个矩形待布物Rk的所有合法角C,记为C＝{C1，C2，...，CL}，其中L为合法角个数；将矩形待布物Rk依次放置在角Cj上，j＝1,2,...,L，得到格局X'；更新当前格局X后，采用拟人化移动策略，并结合带回退和加速策略的自适应步长梯度法进行局部搜索；(4)采用二分法对圆形容器的半径进行设置，对于新半径的圆形容器，重新使用带拟人化局部移动策略的改进的BF算法进行布局的全局优化，此过程重复执行直到满足二分法的结束条件；(5)输出最小圆形容器的半径和最优布局的图形。