3-75  抗干涉齿轮集机构的优化编码方法

高  杨

抗干涉齿轮集(CMG)机构是一种可用于引信安全与解除保险控制的密码编码与鉴别机构。齿牙编码是CMG机构设计的首要问题。根据密码鉴别的功能要求及指定的“解锁符号序列”，设计CMG机构中两个复合齿轮上鉴别齿的二值装定编码，即CMG机构的编码问题；优化编码还希望设计得到的复合齿轮层数最小或较小。

提出了CMG机构编码设计的若干基本概念，如：齿牙二值装定编码、二维迷宫映射、路径格点和陷阱格点；在此基础上，采用迷宫映射方法和“关键阱格点”互斥的“十字叉”判据，最终将CMG机构的优化编码问题转化为无环、无重边、无向简单图G(V , E)的k-顶点着色问题，深刻揭示了CMG机构的组合数学原理。优化编码方法的3个重要步骤是：二维迷宫设计；依据“十字叉”判据建立表示全部关键陷阱格点异层互斥关系的图G(V , E)；应用“基于团划分数的聚类算法”、贪婪算法等，求解G(V , E)的k-顶点着色问题。采用Visual Basic编写了一个用户界面友好的专用辅助设计程序，包括编码和校验两个功能模块，实现了优化编码设计与校验的自动化。

图1是一个二维迷宫设计实例(解锁符号序列为“ABABABABABABABAB”，功能特征为“误码立即锁定”)；图2是表示该实例全部(18个)关键陷阱格点异层互斥关系的图G(V , E)；图3显示了专用辅助设计程序的界面及该实例的优化编码设计结果输出。