基于DMOEA/D-ET算法的焊接機(jī)器人多目標(biāo)路徑規(guī)劃
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 13:59
弧焊機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以提高生產(chǎn)效率.文中對(duì)弧焊機(jī)器人焊接過(guò)程中的路徑長(zhǎng)度與能耗進(jìn)行優(yōu)化,由此提出了一種基于事件觸發(fā)的自適應(yīng)鄰域離散多目標(biāo)優(yōu)化算法(DMOEA/D-ET).該算法以更新粒子比率作為事件觸發(fā)機(jī)制,通過(guò)事件觸發(fā)機(jī)制協(xié)調(diào)全局搜索與局部搜索.采用網(wǎng)格法進(jìn)行全局搜索,使用基于分解的多目標(biāo)進(jìn)化算法(MOEA/D)進(jìn)行局部搜索,并通過(guò)采用自適應(yīng)鄰域策略改善MOEA/D算法解的分布不均問(wèn)題.通過(guò)和其他5個(gè)算法在3個(gè)TSPLIB問(wèn)題上進(jìn)行測(cè)試對(duì)比,發(fā)現(xiàn)所提出的算法具有較好的性能.最后對(duì)平衡梁模型的焊接過(guò)程進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,并與其他5個(gè)多目標(biāo)算法對(duì)比,結(jié)果表明文中提出的算法得到的優(yōu)化結(jié)果更貼近真實(shí)前沿面,解的分布更好.
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
過(guò)渡點(diǎn)求解示意圖Fig.1Schematicdiagramoftransitionpointsolution
n(x)2div(3)lb=fmin(x)-fmax(x)-fmin(x)2div(4)且d=ub-lbdiv(5)式中:ub為網(wǎng)格上邊界,lb為網(wǎng)格下邊界;fmax(x)為最大適應(yīng)度值,fmin(x)為最小適應(yīng)度值;div為網(wǎng)格劃分系數(shù),通常根據(jù)種群數(shù)量和經(jīng)驗(yàn)法確定網(wǎng)格劃分系數(shù)的大。畬⒌芽栕鴺(biāo)系上的點(diǎn)映射到網(wǎng)格坐標(biāo)系下,各個(gè)粒子的相對(duì)距離為其橫縱坐標(biāo)相差之和,例如粒子A、C的相對(duì)距離DAC=xA-xC+yA-yC,為4,如圖2所示.圖2網(wǎng)格坐標(biāo)系示意圖Fig.2Schematicdiagramofgridcoordinatesystem
8.38423.74145267.7064520774155161.40129414.70172710.602.11×108196016.00153487.10132835.804.77×108190076.30115335.80173401.117.47×109515004.81113291.90169959.506.62×109513637.62113206.00112995.004.40×106115640.70109506.00144891.9090306005156005.90126754.4012765.9655627213923.0211798.2517651.271075787223311.9912089.3616323.286434545942364.478341.6316066.005939207541674.008209.707384.761123717803.116966.41圖4平衡梁模型Fig.4Balancebeammodel計(jì)算能耗時(shí)需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃.由于已知機(jī)器人末端的位置,因此采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方式,將笛卡爾空間中的位置映射到關(guān)節(jié)空間中,可得到滿(mǎn)足要求的關(guān)節(jié)角和關(guān)節(jié)加速度.根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,可求出關(guān)節(jié)力矩,通過(guò)式(2)計(jì)算出能耗大小.采用Matlab機(jī)器人工具箱對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解,利用工具箱中的Link與SerialLink函數(shù)建立機(jī)器人模型;利用transl、ikine、jtraj函數(shù)求得運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解;利用rne函數(shù)求出各個(gè)關(guān)節(jié)力矩;利用能耗計(jì)算公式得到能耗大。畬(duì)以上路徑長(zhǎng)度與能耗進(jìn)行優(yōu)化,采用DMOEA/圖5平衡梁焊縫序號(hào)Fig.5Balancebeamweldserialnumber
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于DTC-MOPSO算法的焊接機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 薛立卡,王學(xué)武,顧幸生. 信息與控制. 2016(06)
[2]基于Lévy-PSO算法的焊接機(jī)器人避障路徑規(guī)劃[J]. 王學(xué)武,嚴(yán)益鑫,丁冬雁,顧幸生. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]基于遺傳算法求解折扣{0-1}背包問(wèn)題的研究[J]. 賀毅朝,王熙照,李文斌,張新祿,陳嶷瑛. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2016(12)
[4]粒子群優(yōu)化算法求解旅行商問(wèn)題[J]. 黃嵐,王康平,周春光,龐巍,董龍江,彭利. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2003(04)
本文編號(hào):3264918
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
過(guò)渡點(diǎn)求解示意圖Fig.1Schematicdiagramoftransitionpointsolution
n(x)2div(3)lb=fmin(x)-fmax(x)-fmin(x)2div(4)且d=ub-lbdiv(5)式中:ub為網(wǎng)格上邊界,lb為網(wǎng)格下邊界;fmax(x)為最大適應(yīng)度值,fmin(x)為最小適應(yīng)度值;div為網(wǎng)格劃分系數(shù),通常根據(jù)種群數(shù)量和經(jīng)驗(yàn)法確定網(wǎng)格劃分系數(shù)的大。畬⒌芽栕鴺(biāo)系上的點(diǎn)映射到網(wǎng)格坐標(biāo)系下,各個(gè)粒子的相對(duì)距離為其橫縱坐標(biāo)相差之和,例如粒子A、C的相對(duì)距離DAC=xA-xC+yA-yC,為4,如圖2所示.圖2網(wǎng)格坐標(biāo)系示意圖Fig.2Schematicdiagramofgridcoordinatesystem
8.38423.74145267.7064520774155161.40129414.70172710.602.11×108196016.00153487.10132835.804.77×108190076.30115335.80173401.117.47×109515004.81113291.90169959.506.62×109513637.62113206.00112995.004.40×106115640.70109506.00144891.9090306005156005.90126754.4012765.9655627213923.0211798.2517651.271075787223311.9912089.3616323.286434545942364.478341.6316066.005939207541674.008209.707384.761123717803.116966.41圖4平衡梁模型Fig.4Balancebeammodel計(jì)算能耗時(shí)需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃.由于已知機(jī)器人末端的位置,因此采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方式,將笛卡爾空間中的位置映射到關(guān)節(jié)空間中,可得到滿(mǎn)足要求的關(guān)節(jié)角和關(guān)節(jié)加速度.根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,可求出關(guān)節(jié)力矩,通過(guò)式(2)計(jì)算出能耗大小.采用Matlab機(jī)器人工具箱對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解,利用工具箱中的Link與SerialLink函數(shù)建立機(jī)器人模型;利用transl、ikine、jtraj函數(shù)求得運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解;利用rne函數(shù)求出各個(gè)關(guān)節(jié)力矩;利用能耗計(jì)算公式得到能耗大。畬(duì)以上路徑長(zhǎng)度與能耗進(jìn)行優(yōu)化,采用DMOEA/圖5平衡梁焊縫序號(hào)Fig.5Balancebeamweldserialnumber
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于DTC-MOPSO算法的焊接機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 薛立卡,王學(xué)武,顧幸生. 信息與控制. 2016(06)
[2]基于Lévy-PSO算法的焊接機(jī)器人避障路徑規(guī)劃[J]. 王學(xué)武,嚴(yán)益鑫,丁冬雁,顧幸生. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]基于遺傳算法求解折扣{0-1}背包問(wèn)題的研究[J]. 賀毅朝,王熙照,李文斌,張新祿,陳嶷瑛. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2016(12)
[4]粒子群優(yōu)化算法求解旅行商問(wèn)題[J]. 黃嵐,王康平,周春光,龐巍,董龍江,彭利. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2003(04)
本文編號(hào):3264918
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