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基于形计算重构CAD的计算基础
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作者 何援军 于海燕 方志刚 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第3期760-777,共18页
追溯CAD技术之根,剖析计算难之源。CAD的数字化模型基于“形”。审视基于“数”的计算机制与“形”计算对象间的原始矛盾,探索用几何的思路去寻求全局、直观、简单、稳定的新计算机制。介绍了一种基于“几何问题几何化”的“形计算”机... 追溯CAD技术之根,剖析计算难之源。CAD的数字化模型基于“形”。审视基于“数”的计算机制与“形”计算对象间的原始矛盾,探索用几何的思路去寻求全局、直观、简单、稳定的新计算机制。介绍了一种基于“几何问题几何化”的“形计算”机制。阐述了形计算的总体思想和主要策略,给出了形计算的应用实例,对算法性能作了理论与实验分析。最后,讨论了形计算在CAD中的作用,提出以形计算重构CAD的计算基础,给出了实施建议和方案,在CAD中发挥形计算在几何表示、几何计算、几何关系重组、几何奇异处理,以及几何变换、降维计算等方面的特色与优势,建设以形计算作为理论基础的CAD根技术,实现几何内核在算法简单化、计算稳定性和计算效率上有大的提升。 展开更多
关键词 CAD 工业软件 形计算 几何 几何计算 代数计算 计算基础
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流路径驱动的微流控生物芯片任意角度布线算法
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作者 潘友林 郭帅 +1 位作者 黄兴 刘耿耿 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第4期978-988,共11页
连续微流控生物芯片(continuous-flow microfluidic biochips,CFMBs)由于其能够自动高效地执行生化应用,成为近年来的研究热点.PathDriver+将实际的流体运输需求考虑进CFMBs设计流程中,并实现了实际的流体运输和去除,并为每个运输任务... 连续微流控生物芯片(continuous-flow microfluidic biochips,CFMBs)由于其能够自动高效地执行生化应用,成为近年来的研究热点.PathDriver+将实际的流体运输需求考虑进CFMBs设计流程中,并实现了实际的流体运输和去除,并为每个运输任务规划独立的流路径,而这些问题在之前的工作中被忽略了.但是,由于PathDriver+仅考虑了网格模型下总体布线的线长优化,而未考虑详细布线,没有充分利用CFMBs布线的灵活性.此外,PathDriver+仅考虑X型布线方式,而任意角度布线能够更有效地利用布线资源,从而缩短流通道长度.针对上述问题,提出了流路径驱动的任意角度布线算法,在考虑实际的流体运输需求的同时,提高布线资源的利用率,减少流通道的长度.首先基于Delaunay三角剖分构建搜索图,从而在保证布线质量的同时,提高布线解的搜索效率.然后,在构建的搜索图上,使用基于Dijkstra的流路径布线方法,以快速生成具有较短线长的布线结果.在布线过程中针对流通道复用和流通道交叉点数量优化问题,分别提出了通道复用策略和交叉优化策略,以进一步提高布线结果的质量.实验结果表明,与最新工作PathDriver+相比,所提算法在布线总线长、流层端口使用数量、通道交叉点数量方面分别降低了33.21%,11.04%,44.79%,通道复用率平均提高了26.88个百分点,交叉点处引入阀门的总数量平均减少了42.01%,这表明所提算法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 连续微流控生物芯片 计算机辅助设计 物理设计 任意角度布线 流路径规划
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基于Bernstein基表示的变次数样条曲线的精确降次算法
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作者 肖祖尚 沈莞蔷 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第1期40-50,共11页
为完善变次数样条的精确降次理论、提升降次的速度,提出基于Bernstein基表示的变次数样条曲线的精确降次算法.首先根据在不做参数变换的情况下曲线降次前后的值不变的规则,使用单点处的高阶右导数公式得到每段曲线可精确地降低次数的充... 为完善变次数样条的精确降次理论、提升降次的速度,提出基于Bernstein基表示的变次数样条曲线的精确降次算法.首先根据在不做参数变换的情况下曲线降次前后的值不变的规则,使用单点处的高阶右导数公式得到每段曲线可精确地降低次数的充要条件;然后基于Bernstein基的线性表示,给出降次后控制顶点关于降次前控制顶点的显式表达;最后给出精确降次算法,用于先验判断一条变次数样条曲线每段能精确降至的最低次数,并且在可降次的情况下能选择每段需要降低的次数,求解降次后的控制顶点.通过自拟的2个简单示例与对偶基算法的精确降次相比的结果表明,在相同的环境下,所提算法的计算时间大约是对偶基算法的30%. 展开更多
关键词 B样条 变次数样条 精确降次 基函数 对偶基
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超材料的智能设计研究进展
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作者 代铁琳 金刘超 +3 位作者 尚宸 翟晓雅 傅孝明 刘利刚 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第1期1-27,共27页
超材料是一种人工合成材料,其结构经过精心设计和精密控制,表现出不同于自然材料的特殊性能,这些具有独特功能的超材料在光学、电磁学、声学、力学等领域具有重要的应用价值.然而,传统的超材料设计通常依赖于人工经验,导致设计周期长,... 超材料是一种人工合成材料,其结构经过精心设计和精密控制,表现出不同于自然材料的特殊性能,这些具有独特功能的超材料在光学、电磁学、声学、力学等领域具有重要的应用价值.然而,传统的超材料设计通常依赖于人工经验,导致设计周期长,缺乏灵活性和可调性,难以实现大规模快速设计与量产.高效设计与性能调控超材料已成为CAD、机械工程和材料科学的重要研究方向.近年来,随着人工智能算法的快速发展,智能算法在超材料设计领域中的应用越来越广泛,展现出高效优化、生成多样性结构、缩短设计周期等优势.文中对超材料的智能设计研究进展进行综述,首先介绍超材料的基本概念和发展历史;然后从实际需求出发,阐述了超材料的应用领域与设计问题;提出了智能算法的核心问题是数据的表示与数据集的构建,针对这2方面进行详细的阐述与对比分析;还介绍了智能优化算法的框架;最后总结超材料设计领域所面临的高质量数据集匮乏、多目标优化难题、高分辨率超材料的高效计算等挑战,并展望了该领域未来的发展趋势即面向多样化功能需求的“可表达”“可编辑”“可分析”“可优化”和“可制造”的研究. 展开更多
关键词 超材料设计 智能算法 几何表示 结构优化 超材料数据集
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过Bézier测地三边形的B-B曲面优化设计
5
作者 马乐婷 杨火根 孙源 《浙江大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第1期22-29,共8页
对满足测地三边形约束的3条首尾相连的五次Bézier曲线,提出了插值以该三边形曲线为曲面边界测地线的Bernstein-Bézier参数曲面(简称B-B曲面)优化设计算法。首先由边界测地线插值条件确定曲面边界线及邻接边界线的2排控制顶点... 对满足测地三边形约束的3条首尾相连的五次Bézier曲线,提出了插值以该三边形曲线为曲面边界测地线的Bernstein-Bézier参数曲面(简称B-B曲面)优化设计算法。首先由边界测地线插值条件确定曲面边界线及邻接边界线的2排控制顶点;然后给出极小化曲面Bending能量泛函和Dirichlet能量泛函优化确定曲面内部剩余的控制顶点;通过分步优化方法确定曲面控制顶点实现算法。所构造的B-B曲面全次数为8,具有能量极小最优特性。实验结果表明,算法是可行和有效的。 展开更多
关键词 B-B曲面 插值 测地线 优化设计
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基于CAD技术的机械零件自动化设计方法研究
6
作者 徐宝 《现代制造技术与装备》 2025年第1期172-174,共3页
随着现代工业的快速发展,机械零件设计的效率和质量成为关注的焦点。基于此,探讨基于计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术的机械零件自动化设计方法,旨在提高设计效率和优化设计质量。首先,分析机械零件设计难点,阐述CAD技... 随着现代工业的快速发展,机械零件设计的效率和质量成为关注的焦点。基于此,探讨基于计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术的机械零件自动化设计方法,旨在提高设计效率和优化设计质量。首先,分析机械零件设计难点,阐述CAD技术在设计中的应用优势。其次,提出一种包括需求分析、参数化建模和图纸生成的自动化设计方法。最后,通过齿轮设计对比实验,验证该方法在缩短设计周期、提高传动效率等方面的显著优势。研究表明,所提方法能有效提升设计效率和质量,为推动机械设计的发展提供了新思路。 展开更多
关键词 计算机辅助设计(CAD) 机械零件 自动化设计 参数化建模
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基于AutoCAD的机械装配件设计优化方法研究
7
作者 楼倩倩 郧鹏 《中国科技纵横》 2025年第2期71-73,共3页
AutoCAD作为一款功能强大的计算机辅助设计(CAD)软件,被广泛应用于机械设计领域。本文通过介绍AutoCAD在机械设计中的应用,分析机械装配件设计中存在的问题,提出了基于AutoCAD的设计优化方法,通过案例分析验证了该方法的有效性。研究结... AutoCAD作为一款功能强大的计算机辅助设计(CAD)软件,被广泛应用于机械设计领域。本文通过介绍AutoCAD在机械设计中的应用,分析机械装配件设计中存在的问题,提出了基于AutoCAD的设计优化方法,通过案例分析验证了该方法的有效性。研究结果表明,在设计过程中使用AutoCAD进行优化可以显著提高装配件的性能和效率,为机械设计领域提供了一种新的设计思路和方法。 展开更多
关键词 AUTOCAD 机械装配件 设计优化 性能 效率
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计算机辅助化工设计方法研究——评《计算机辅助化工制图与设计(第二版)》
8
作者 王淑芬 《化学工程》 北大核心 2025年第2期I0019-I0019,共1页
计算机技术辅助化工制图与设计在当代化工领域中扮演着至关重要的角色。随着化工技术和行业的深度发展,传统的手工绘图方式已经无法满足现代工业对于效率和精度的双重要求。计算机辅助设计技术的出现彻底改变了这一局面,通过计算机辅助... 计算机技术辅助化工制图与设计在当代化工领域中扮演着至关重要的角色。随着化工技术和行业的深度发展,传统的手工绘图方式已经无法满足现代工业对于效率和精度的双重要求。计算机辅助设计技术的出现彻底改变了这一局面,通过计算机辅助技术,工程师能够更高效地创建、修改和优化复杂的化工设备和工艺图纸,大大提升了设计的精确性和生产效率。由方利国编著的《计算机辅助化工制图与设计(第二版)》(化学工业出版社2022年5月版)一书即从工程应用的角度,站在软件使用者的立场,详细介绍了化工、能源、轻工、制药等领域设计过程中关于图样绘制、过程模拟、系统优化和软件开发的方法,提供了用计算机技术解决化工设计问题的方案。通读本书主要有以下几个特点。 展开更多
关键词 计算机辅助技术 计算机技术 化学工业出版社 软件开发 计算机辅助设计技术 化工制图 化工设计 当代化工
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汽车注塑模具加工中数控机床误差控制
9
作者 郑宗慧 梅秋平 《机械设计与制造工程》 2025年第1期29-34,共6页
针对汽车注塑模具加工过程中,空间误差未得到有效控制,导致实际应用中汽车注塑模具质量不高的问题,提出了数控机床加工汽车注塑模具时的误差控制方法。首先,建立空间误差模型分析数控机床加工汽车注塑模具时产生的误差;其次,将模具生产... 针对汽车注塑模具加工过程中,空间误差未得到有效控制,导致实际应用中汽车注塑模具质量不高的问题,提出了数控机床加工汽车注塑模具时的误差控制方法。首先,建立空间误差模型分析数控机床加工汽车注塑模具时产生的误差;其次,将模具生产质量作为优化目标,将模具工艺参数作为决策变量,基于神经网络算法建立误差控制目标函数;最后,通过白鲨优化算法求解目标函数,实现误差控制。仿真结果表明,所提方法具有较高的控制精度,可降低模具加工过程中的缩痕程度,翘曲变形量始终保持在0.230 mm以下,误差控制效果好。 展开更多
关键词 数控机床 误差控制 汽车注塑模具 神经网络算法 白鲨优化算法
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双参数四重细分法
10
作者 刘植 李睿 王旭辉 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期823-828,共6页
文章借助反向构造和倍乘平滑因子操作提出一种双参数四重细分法,运用生成多项式推导证明该四重细分方法的连续性,求解出满足C^(0)~C^(3)连续性的具体参数取值区间。该文通过数值实例分析各参数对形成曲线的影响,用动态的参数迭代过程描... 文章借助反向构造和倍乘平滑因子操作提出一种双参数四重细分法,运用生成多项式推导证明该四重细分方法的连续性,求解出满足C^(0)~C^(3)连续性的具体参数取值区间。该文通过数值实例分析各参数对形成曲线的影响,用动态的参数迭代过程描述曲线生成的变化细节。 展开更多
关键词 反向构造 生成多项式 四重细分 C^(k)连续性 参数选取
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基于Criminisi算法的四经绞罗纹样修复研究
11
作者 冯青 王婧慧 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期23-30,共8页
文章针对古代罗织物受到诸多因素影响而产生破损、难以提取修复这一问题,提出了一种结合开运算和Criminisi算法的图像修复方法。收集具有规律性特征的四经绞罗传统纹样,用图谱分析法分析最具代表性的菱形纹,使用原算法和开运算改进过的C... 文章针对古代罗织物受到诸多因素影响而产生破损、难以提取修复这一问题,提出了一种结合开运算和Criminisi算法的图像修复方法。收集具有规律性特征的四经绞罗传统纹样,用图谱分析法分析最具代表性的菱形纹,使用原算法和开运算改进过的Criminisi算法,对图像进行剪裁,得出掩膜,计算优先权后进行纹样填充,完成了四经绞罗规律型图样的数字化修复。结果表明,经过开运算改进的Criminisi算法弥补了原算法的不足,修复后的图像和原算法修复的相比更加清晰平滑,验证了此算法修复四经绞罗纹样的可行性与可信性,为罗织物的传承和修复提供了较为可靠的方法。 展开更多
关键词 计算机辅助设计 Criminisi算法 四经绞罗 开运算 规律性纹样修复
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基于SolidWorks的冲压模具设计及装配
12
作者 林彩梅 黎一强 欧星 《机电工程技术》 2024年第11期46-50,115,共6页
冲压模具广泛应用于各行各业,在经济体系中占重要地位,CAD软件广泛应用于机械设计领域,但很多初学者很难掌握冲压模具设计技术,或需花费大量时间来绘制设计图及进行三维造型,为解决该难题,以项目案例形式,设计出用导正销定位的连接片级... 冲压模具广泛应用于各行各业,在经济体系中占重要地位,CAD软件广泛应用于机械设计领域,但很多初学者很难掌握冲压模具设计技术,或需花费大量时间来绘制设计图及进行三维造型,为解决该难题,以项目案例形式,设计出用导正销定位的连接片级进冲压模具工作零件,采用导正销定位,有效解决定位精度问题,并对凸模、凹模等关键尺寸进行设计计算。采用方程式及尺寸标注驱动,基于SolidWorks软件,快速创建凸模、凹模的草图,通过基于特征进行三维造型,并基于三维模型进行关联性装配,有效快速检查出凸模安装是否相互干扰,模具设计是否合理。最后通过三维模型转换为工程图,得到对应的模具设计图样。结果表明基于SolidWorks进行模具设计,快速、高效,可节约设计时间。 展开更多
关键词 SOLIDWORKS 模具设计 定位 装配
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Dubuc-Deslauriers细分格式生成函数递推公式
13
作者 亓万锋 刘美彤 +1 位作者 曹宏 孙雯雯 《辽宁师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期16-20,共5页
细分格式是一种在初始控制网格基础上,通过迭代局部加细并应用特定拓扑规则,逐步形成光滑曲线或曲面的迭代方法.m重2N点Dubuc-Deslauriers细分格式是一种广泛应用的插值型格式.当重数m或N较大时,由于涉及多个控制顶点,Dubuc-Deslaurier... 细分格式是一种在初始控制网格基础上,通过迭代局部加细并应用特定拓扑规则,逐步形成光滑曲线或曲面的迭代方法.m重2N点Dubuc-Deslauriers细分格式是一种广泛应用的插值型格式.当重数m或N较大时,由于涉及多个控制顶点,Dubuc-Deslauriers细分格式面临计算效率和稳定性的挑战.通过将一次加细操作分解为多次小范围操作,Dubuc-Deslauriers细分格式的递推公式形式有效提高了计算稳定性.给出了m重2N点Dubuc-Deslauriers细分格式递推公式的生成函数的表达式,并探讨了2重和3重情况的特殊形式. 展开更多
关键词 Dubuc-Deslauriers细分格式 生成函数 递推公式 拟样条细分格式
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创新药物设计——从计算机辅助到人工智能
14
作者 卞月珉 《自然杂志》 2025年第1期1-10,共10页
计算科学的高速发展不断为药物发现领域带来革新与机遇。伴随着生命科学领域数据的持续增长和计算硬件设备的迭代更新,计算化学以及化学信息学在临床前药物设计领域的支撑作用日益凸显。本文围绕计算机辅助药物设计(computeraided drug ... 计算科学的高速发展不断为药物发现领域带来革新与机遇。伴随着生命科学领域数据的持续增长和计算硬件设备的迭代更新,计算化学以及化学信息学在临床前药物设计领域的支撑作用日益凸显。本文围绕计算机辅助药物设计(computeraided drug design,CADD)和人工智能药物设计(artificial intelligence-driven drug design,AIDD)两大主题,简要阐述计算科学和药物发现在学科交叉中的探索和创新,以及针对临床前小分子药物的应用和进展。 展开更多
关键词 计算机辅助药物设计 人工智能药物设计 药物发现 机器学习 深度学习
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基于中旺CAD的矿山制图研究
15
作者 王玉英 《内蒙古煤炭经济》 2025年第5期25-27,共3页
为提升矿山制图质量,本文以中旺CAD软件为研究对象,阐述该技术在矿山制图中的应用路径;总结实施策略与关键点,包括数据准备方案、构建数据模型、设计开拓路线等;最后总结CAD软件在矿山制图中应用的技术要点。
关键词 中旺CAD软件 矿山制图 数据准备
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基于NX软件制图模块的相交剖切面剖视图表达方法研究
16
作者 矫健 《机械工程师》 2024年第3期31-33,共3页
使用NX软件制图模块中现有命令创建的相交剖切面剖视图(后称为旋转剖视图)不符合国家标准,为解决此问题,文中以国家标准对该视图规定画法为理论依据,利用NX软件制图模块相关视图创建方法和编辑方法,快速、灵活地创建符合国家标准相交剖... 使用NX软件制图模块中现有命令创建的相交剖切面剖视图(后称为旋转剖视图)不符合国家标准,为解决此问题,文中以国家标准对该视图规定画法为理论依据,利用NX软件制图模块相关视图创建方法和编辑方法,快速、灵活地创建符合国家标准相交剖切面剖视图,该方法对于回转类机件表达具有一定实用价值。 展开更多
关键词 NX软件 制图模块 旋转剖视图 视图对齐
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计算机辅助设计的三维建筑模型重构技术研究
17
作者 高强 《山西电子技术》 2024年第3期98-99,123,共3页
在计算机辅助设计工具(Auto Computer Aided Design,Auto CAD)、三维模型重构技术的研究基础上,针对Auto CAD三维建模的曲面重构失真问题提出了一种基于Matlab隐函数曲面重构的算法改进策略,通过Matlab的参数化建模实现了三维模型曲面... 在计算机辅助设计工具(Auto Computer Aided Design,Auto CAD)、三维模型重构技术的研究基础上,针对Auto CAD三维建模的曲面重构失真问题提出了一种基于Matlab隐函数曲面重构的算法改进策略,通过Matlab的参数化建模实现了三维模型曲面的精确重构,弥补了Auto CAD三维建模在曲面重构方面的技术短板,改善了模型曲面构建的外观效果。 展开更多
关键词 Auto CAD 三维建模 MATLAB 隐函数
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基于SolidWorks的典型零件三维建模方法研究 被引量:3
18
作者 余志伟 《机械管理开发》 2024年第8期294-296,共3页
以轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类零件为研究对象,分析了各类零件的形状、结构和特点,并结合实例,详细论述了SolidWorks中各类典型零件的三维建模方法和技巧,从而提高产品设计效率,缩短开发周期,提升企业的竞争力。
关键词 零件 SOLIDWORKS 三维建模 技巧
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基于逆向工程的零件检测方法研究 被引量:1
19
作者 韦迎 欧洪金 +2 位作者 张云鹏 刘冠一 韦超 《科技与创新》 2024年第5期114-116,共3页
逆向工程测量技术已经被广泛应用于产品设计和生产中,数据采集和数据偏差分析也是逆向工程中的关键技术。在飞机生产制造方面,传统的模线样板检验技术和测量机技术已无法满足零件维修、磨胎维修等特殊场景下的零件检测需求,通过研究零... 逆向工程测量技术已经被广泛应用于产品设计和生产中,数据采集和数据偏差分析也是逆向工程中的关键技术。在飞机生产制造方面,传统的模线样板检验技术和测量机技术已无法满足零件维修、磨胎维修等特殊场景下的零件检测需求,通过研究零件逆向检测加工方法,使用Creaform Handyscan 3D扫描设备,采集点云数据,应用逆向分析软件进行零件检测,检测过程包括数据测量原理、数据采集操作流程、采集标准、模型比对及误差分析、检测报告编制等步骤。研究发现,采用逆向分析方法进行零件检测符合检验需求,尤其是对于大型、结构复杂的零件、模型具有较高的检测效率,因此,逆向分析方法可以被用于零件检测分析中。 展开更多
关键词 逆向工程 零件检测 逆向扫描 点云
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基于分群游走机制的灰狼优化算法的FPRM逻辑电路面积优化
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作者 曹新龙 何振学 +4 位作者 王伊瑾 赵晓君 张艳 肖利民 王翔 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期521-527,共7页
针对基于XNOR/OR的固定极性Reed-Muller电路(FPRM)逻辑电路面积优化方法搜索最优解速度较慢,易陷入局部最优等问题,提出一种新的FPRM逻辑电路面积优化方法,利用基于分群游走机制的灰狼优化算法(GDGWO)搜索电路面积最小的FPRM电路.GDGWO... 针对基于XNOR/OR的固定极性Reed-Muller电路(FPRM)逻辑电路面积优化方法搜索最优解速度较慢,易陷入局部最优等问题,提出一种新的FPRM逻辑电路面积优化方法,利用基于分群游走机制的灰狼优化算法(GDGWO)搜索电路面积最小的FPRM电路.GDGWO在初始化种群后,采取“轮盘赌”选择算法选出合适的新群体头狼,以提高种群多样性;执行种群分裂机制,防止因原始种群陷入局部最优而降低算法的鲁棒性;在分群搜索开发过程中引入改进后的随机游走策略,使灰狼种群能够更快地包围猎物,提高算法的收敛速度.基于北卡罗来纳微电子中心Benchmark测试电路的实验结果表明,GDGWO与粒子群算法相比,电路面积优化率提升57.42%;与黑猩猩算法相比,提升41.94%;与原始灰狼优化算法相比,提升43.68%. 展开更多
关键词 固定极性Reed-Muller电路 面积优化 灰狼算法 分群机制 随机游走
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