二十世纪90年代,CAD技术正从以实体造型为核心的“几何CAD”向以语义特征造型为中心的“应用CAD”发展。作为CAD系统的重要部分,约束求解技术得到越来越多的重视,提出了各种解决对策,这些关键技术的发展促进了CAD的改革。与此同时,创新的定义特征的策略使得特征具有修改的灵活性,加速了系统设计的速率。由此得出,语义特征造型将成为新一代CAID系统的主要发展方向。根据语义特征模型的操作方法,提出在造型过程中的直接操作和维护机制。首先将直接操作总结为:平移变换、比例变换、旋转变换等三种操作方法。其次在直接操作过程中,根据拓扑元素的属性变化情况,判断出如果没有发生拓扑结构的改变,那么直接通过约束求解得到结果模型并显示出来。如果拓扑结构发生了改变,建立特征修改优先标准,根据准则生成正确的结果模型。最后提出在模型操作过程中的有效性检查和维护方法。提出了一种改进的混沌搜索算法,并将该算法和遗传算法相结合产生了变尺度混沌遗传算法。该算法的优点是在不改变遗传算法搜索机制的同时,根据搜索进程,不断缩小优化变量的搜索空间及调节系数,引导种群进行新一轮进化,产生更优的最优个体,在一定程度上改善了遗传算法的性能。但是在进一步分析其本质,发现其中存在很大的重复性操作,没有考虑它们之间在优化过程中的某些重复步骤。对此算法进行讨论并对其进行优化。利用遗传算法在初期收敛速度快的特点进行初步搜索,当算法陷入局部最优或找到较优解时,应用改进的混沌搜索策略激活并进行精细搜索,从而准确地找到最优解。