基于遗传算法的人机界面布局优化研究

人机界面

哈尔滨工程大学

硕士学位论文

基于遗传算法的人机界面布局优化研究

姓名：王善岭

申请学位级别：硕士

专业：机械设计及理论

指导教师：颜声远

20090101

人机界面

哈尔滨工程大学硕士学位论文

摘要

本文应用人机工程学准则结合人机界面布局原则对主控室入机界面二维空闻毒局优佬进行了研究。建立了基于入机界诼布局匹配度的优纯数学模型；采用遗传算法对人机界面布局问题进行了优化；实现了人机界面布局优化设计与元件三维模型自动布局。

首先，本文选择功能性分组、多工况条件下的元件操作顺序、元件的相关性、重要程度、使用频率以及元件的空间相容性为布局准则，以人机界面布局匹配度为星标涵数，建立了布局优化数学模型。针对不同工况和元件，利用层次分析法确定各个布局元件的重要性权值。．

其次，本文采用遗传算法以妥标函数值最大化为进化方向进行寻优搜索。采用面向对象的实数编码方法对布局元件进行编码；采用自适应遗传算法进行交叉率和变异率的自动调整以提高寻优速度；为避免个体因数壁优势压倒质量优势面产生早熟现象，本文采用最优保存策略进行种群个体进化。

辩次，在人机界面布局优化方法的基础上，基于ＵＧ／ＯＰＥＮＡＰＩ开发了人机界谣布局优化系统。该系统壹元件库调用、数据管理、优化设诗和童动布局四部分组成。利用数据库技术建立了数据库信息和元件三维模型库之间的索弓｜关系，提高了系统的可移植性。

最后，文章将布局优化系统应用到火电厂主控室人机界面布局中。布局实例说明，该优化方法能够满足人机界面的布局优化需要，证明了该方法的有效性。关键词：布局优纯；自动布局；遗传算法；主控室入机界面

人机界面

哈尔滨工程大学硕士学位论文

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｂａｓｅｄｏｎｌａｙｏｕｔｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｈｕｍａｎ

ｏｎｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｆｆａｃｅ（ＨＭＩ）ｏｆｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｒｏｏｍ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ｌａｙｏｕｔｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎＨＭＩｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＡｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｂａｓｉｎｇｏｎｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆＨＮＩＩｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｔｏｊｕｄｇｅ

ｏｎｌａｙｏｕｔｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．ＧｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｌａｙｏｕｔｏｆＨＭＩ。Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎｌａｙｏｕｔｏｆ

ＨＭＩａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｌａｙｏｕｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｍｏｄｅｌｓａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ．

Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｓｏｍｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｒｅｃｈｏｓｅｎ

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｔｈｅｍａｉｎｌａｙｏｕｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｗｈｉｃｈｏｐｅｒａｔｉｏｎａｒｅｇｒｏｕｐｉｎｇ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅ丽也ｍｕｌｔｉｐｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ，ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｓｐａｔｉａｌｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ。Ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｏｓｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｓｅｔｕｐｂａｓｅｄｏｎｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆＨＭＩｌａｙｏｕｔ．Ｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｋｉｎｄｓｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ（ＡＨＰ）ｉｓｕｓｅｄｔｏｗｏｒｋｏｕｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｏｆｅｖｅｒｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅｊｕｄｇｍｅｎｔｍａｔｒｉｘｏｆｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．

Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｇｒｅｅｆｏｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｗｈｏｓｅａｉｍｉｓｔｏｇｅｔｍａｘｉｍｉｚｅｏｆＨＭＩｌａｙｏｕｔ．

Ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ

ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｉｓｍａｄｅｃｏｄｅｓｔｙｌｅｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｄｅｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ；ｔｈｅｕｐｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｉｔｌｌｒａｎｄｏｍｌａｙｏｕｔｏｒｄｅｒ．Ｓｅｌｆａｄａｐｔｉｖｅｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｓｔｈｅｃｒｏｓｓｏｖｅｒａｎｄｍｕｔａｔｉｏｎｒａｔｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｓｅａｒｃｈｓｐｅｅｄ，妁ｉｔｉｓｅａｓｙｔｏｇｅｔｔｈｅｏｐｔｉ …… 此处隐藏：11173字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……