一种用于在计算机辅助设计系统中提供多参数的允许赋值范围的装置及其方法与流程

技术特征：
1.一种用于在计算机辅助设计系统中提供多参数的允许赋值范围的装置，其特征在于，包括：获取单元，用于从所述计算机辅助设计系统中获取二维模型，其中所述二维模型包括多个几何形体，以及所述几何形体的多个二维几何约束，其中，所述几何形体具有坐标变量，所述二维几何约束具有尺寸参数；第一输入单元，用于由用户确定将所述获取单元中的二维几何约束的尺寸参数分为固定尺寸参数集合和待修改尺寸参数集合，其中固定尺寸参数集合包含多个参数值保持不变的固定尺寸参数，待修改尺寸参数集合包含多个参数值等待用户输入进行更新的待修改尺寸参数；第一创建单元，用于根据获取单元中的所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数分别计算每一个待修改尺寸参数的允许赋值范围，并将所述每一个待修改尺寸参数的允许赋值范围向用户进行显示；第二输入单元，用于由用户选择任意一个待修改尺寸参数，并编辑当前所选择的待修改尺寸参数的参数值以进行更新，其中所述参数值在当前所选择的待修改尺寸参数所对应的允许赋值范围内；所述第二输入单元，还用于将更新后的当前所选择的待修改尺寸参数的参数值保存到第一输入单元，并将当前所选择的待修改尺寸参数从所述第一输入单元中的待修改尺寸参数集合移动到所述固定尺寸参数集合中；第二创建单元，用于根据当前所有几何约束的尺寸参数的参数值，更新二维模型中的几何形体的坐标变量；其中，所述第一创建单元通过基于所述获取单元中的所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数，分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，并分别将所述最终值域区间作为对应的待修改尺寸参数的允许赋值范围。2.根据权利要求1所述的装置，所述第一创建单元为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s21：根据获取单元中的所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数创建代数方程组，所述代数方程组用于表示所述二维几何约束，其中，变量表示当前待修改尺寸参数，表示所述几何形体的坐标变量的集合，为包含当前变量和的方程， 为仅包含变量的方程组；步骤s22：根据所述代数方程组构建等式约束函数 ，所述等式约束函数包括目标函数 和约束方程组
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，其中，所述目标函数通过变换所述代数方程组中包含变量的方程
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而得到。3.根据权利要求2所述的装置，所述第一创建单元分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数求解并求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s31：基于拉格朗日乘数法，将等式约束函数中的所述目标函数 和约束方程 构造为拉格朗日函数 ，其中表示约束方程的个数， 为拉格朗日乘数， 为约束方程组 中的每一个约束方程， 表示包含所有拉格朗日乘数 的集合；
步骤s32：将所述拉格朗日函数的所有偏导数设置为零，以获得非线性方程组 ；步骤s33：将所述非线性方程组构造为最小化优化问题 ；步骤s34：求解所述最小化优化问题 ，以获得多个解；步骤s35：依次将所述获得的每一个解代入所述目标函数
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中计算的值，并将计算获得的值作为候选闭端点，并加入所述等式约束函数的最终值域区间的候选端点集合中。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一创建单元分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，包括：步骤s34中使用小生境粒子群算法求解所述最小化优化问题。5.根据权利要求3所述的装置，当所述等式约束函数存在间断点时，所述第一创建单元为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s51：确定导致所述等式约束函数的间断点的一个或多个条件等式；步骤s52：将所述一个或多个条件等式的右边设置为任意误差值，获得以作为约束方程或约束方程组，其中所述误差值 为接近零的非零数值；步骤s53：将所述约束方程或约束方程组加入至原先的所述等式约束函数中，获得相应的更新后的等式约束函数；步骤s54：分别根据步骤s31至步骤s35计算所述更新后的等式约束函数的候选闭端点，作为所述候选端点集合中的候选开端点，并加入所述等式约束函数的最终值域区间的候选端点集合中。6.根据权利要求3或5所述的装置，所述第一创建单元为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s61：基于所述候选端点集合，生成一个或多个候选区间；步骤s62：分别确定所有候选区间中的每一个的有效性。7.根据权利要求6所述的装置，所述第一创建单元为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数求解获得最终值域区间，其特征在于，步骤s61中生成一个或多个候选区间包括依次选取候选端点集合中的两个相邻候选端点并构造为一个候选区间，直至遍历有效候选端点集合中的所有候选端点。8.根据权利要求6所述的装置，所述第一创建单元为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s62中根据采样法判断所有候选区间中的每一个的有效性，并合并所有有效的候选区间作为最终的值域区间，其中
所述采样法包括在候选区间范围内任意选取一个数值作为待修改的尺寸参数的值，并判断二维模型是否有解，如果有解，则所述候选区间为有效区间；如果没有解，则所述候选区间为无效区间。9.一种用于在计算机辅助设计系统中提供多参数的允许赋值范围的方法，其特征在于，包括：步骤s91：从所述计算机辅助设计系统中获取二维模型，其中所述二维模型包括多个几何形体，以及所述几何形体的多个二维几何约束，其中，所述几何形体具有坐标变量，所述二维几何约束具有尺寸参数；步骤s92：由用户确定将二维几何约束的尺寸参数分为固定尺寸参数集合和待修改尺寸参数集合，其中固定尺寸参数集合包含多个参数值保持不变的固定尺寸参数，待修改尺寸参数集合包含多个参数值等待用户输入进行更新的待修改尺寸参数；步骤s93：根据所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数分别计算每一个待修改尺寸参数的允许赋值范围，并将所述每一个待修改尺寸参数的允许赋值范围向用户进行显示；步骤s94：由用户选择任意一个待修改尺寸参数，并编辑当前所选择的待修改尺寸参数的参数值以进行更新，其中所述参数值在当前所选择的待修改尺寸参数所对应的允许赋值范围内；步骤s95：将当前所选择的待修改尺寸参数从所述待修改尺寸参数集合移动到所述固定尺寸参数集合；重复循环执行步骤s93至步骤s95，直至所述待修改尺寸参数集合为空集，并转至步骤s96；步骤s96：根据当前所有几何约束的尺寸参数的参数值，更新二维模型中的几何形体的坐标变量；其中，步骤s93中，通过基于所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数，分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，并分别将所述最终值域区间作为对应的待修改尺寸参数的允许赋值范围。10.根据权利要求9所述的方法，步骤s93中分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，其特征在于，包括：步骤s101：根据所述几何形体的坐标变量和所述几何约束的尺寸参数创建代数方程组 ，所述代数方程组用于表示所述二维几何约束，其中，变量表示当前待修改尺寸参数， 表示所述几何形体的坐标变量的集合， 为包含当前变量和 的方程， 为仅包含变量 的方程组；步骤s102：根据所述代数方程组 构建等式约束函数，所述等式约束函数包括目标函数 和约束方程组 ，其中，所述目标函数通过变换所述代数方程组中包含变量
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的方程 而得到。

技术总结
一种用于在计算机辅助设计系统中提供多参数的允许赋值范围的装置及其方法。该装置包括：获取单元，其从计算机辅助设计系统中获取二维模型；第一输入单元，其由用户确定将获取单元中的二维几何约束的尺寸参数分为固定尺寸参数集合和待修改尺寸参数集合；第一创建单元，其计算每一个待修改尺寸参数的允许赋值范围并将其向用户进行显示；第二输入单元，由用户选择任意一个待修改尺寸参数并编辑更新；第二创建单元，根据当前所有几何约束的尺寸参数的参数值更新几何形体的坐标变量；其中，第一创建单元分别为每一个待修改尺寸参数构建相应的等式约束函数并求解获得最终值域区间，分别作为对应的待修改尺寸参数的允许赋值范围。别作为对应的待修改尺寸参数的允许赋值范围。别作为对应的待修改尺寸参数的允许赋值范围。


技术研发人员：汤志鸿 高曙明 邹强
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2021/12/13