一种工业机器人多目标轨迹优化算法

为解决工业机器人工作效率低、能耗损失严重和关节冲击磨损较大的问题,提出了一种基于布谷鸟搜索（cuckoo search,CS）算法和非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的混合算法（简称为CSNSGA-Ⅱ）,用于机器人的轨迹优化。采用5次非均匀有理B样条（non-uniform rational B-splines,NURBS）曲线作为工业机器人的轨迹规划曲线,同时以运动时间、能耗和冲击磨损为优化目标构建相应的多目标轨迹优化模型,并在速度、加速度和加加速度的约束下采用CSNSGA-Ⅱ进行轨迹优化。CSNSGA-Ⅱ以Tent混沌映射初始化时间序列,采用不可行度算法将解分为可行解与不可行解,并利用改进的CS算法对不可行解进行处理。利用MATLAB软件对6R勃朗特机器人进行建模仿真,并对得到的非支配解集和归一化加权迭代最优值进行对比分析。仿真结果表明,相比于NSGA-Ⅱ、多目标粒子群优化（multi-objective particle swarm optimization,MOPSO）算法,所提出的CSNS...     

多胞薄壁铝合金方管载荷特性与多目标优化研究

目的 通过引入边长系数γ,得到构型不同的W型和C型多胞薄壁方管结构,改善多胞薄壁方管的吸能效率。方法 本文利用实验和数值方法对2种类型方管进行研究,材料选用6060T4铝合金,深入分析边长系数γ和壁厚t对结构的载荷特性、能量吸收及变形模式的影响。然后采用非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-Ⅱ)求解,针对结构的峰值载荷(Pc)和比吸能(Sa)进行多目标优化。结果 数值仿真所得载荷曲线与实验结果一致,折叠波数均为7个,边长系数γ对2类结构的载荷和变形有显著影响。结论 本文所得结果为改善多胞薄壁方管结构的缓冲吸能及冲击防护提供了数据支持。     

基于NSGA-Ⅱ的多目标代码混淆模型研究

为解决工业工程中的代码混淆领域存在的多种代码评价指标冲突,以及如何相应确定最优代码混淆技术应用序列的问题,基于NSGA-II遗传优化算法,建立一种面向多目标优化的代码混淆模型。提出了基于抽象语法树（AST）的树型基因编码,设计了适用于代码混淆的交叉、变异和选择操作。优化和选取多种可能发生冲突的软件复杂度组成广覆盖面指标集合作为NSGA-II的目标函数。应用多种具有代表性的代码混淆技术,设计了多套不同目标种类和不同目标个数的实验方案对该模型进行了有效性验证。     

基于改进NSGA-Ⅱ的仿人机器人上楼梯运动规划方法

针对当前仿人机器人运动优化算法多采用对能耗、稳定性及速度等单目标优化而存在一定的局限性的问题,提出了一种基于多目标优化的仿人机器人上楼梯运动优化方法.针对NSGA-Ⅱ——经典的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA)的快速非支配排序效率较低的问题,提出了一种基于自调整二叉搜索树的改进NSGA-Ⅱ方法,并采用改进的NSGA-Ⅱ算法实现了仿人机器人上楼梯运动参数优化.通过仿真和实际实验对比了优化前后仿人机器人的能耗和稳定性.实验表明,采用这种方法能克服单目标优化的缺点,在同时满足多个目标需求的同时有效地实现仿人机器人上楼梯.     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的电-气-热综合能源系统多目标优化

随着电力、天然气和热力网络耦合紧密程度不断加深,综合能源系统协同优化成为了新的研究热点。提出一种适用于含非凸约束条件的综合能源系统多目标优化问题的改进NSGA-Ⅱ算法,通过维护全局的帕累托最优解集提升解的搜索效率,同时采用动态调整法,提高在高维等式约束下找到可行解的概率。算例分析验证了该方法的有效性。     

基于遗传算法的多色服装裁剪分床解耦优化方法

为满足服装企业在生产过程中合理制定多颜色服装裁剪分床计划的需求,提出了一种基于遗传算法的多色服装裁剪分床解耦优化方法。首先通过分析多色服装裁剪分床问题的特点,将实际生产限制量化为约束条件,从而建立了非线性整数规划的优化模型;其次提出一种基于最小二乘法(LS)的解耦策略,结合遗传算法对服装生产误差和投入生产的裁床数量同时优化,在寻优过程中,通过解耦策略将非线性优化问题分解成一系列线性回归子问题,降低了问题的难度,可快速有效地进行求解,从而得到最佳多色裁剪分床方案,减少裁床投入、布料浪费,实现资源利用的最大化;最后针对4个实际生产案例,将该算法与现有方法进行对比,结果表明所提算法的求解精度和运行时间都更优,具有良好的应用价值。     

Modeling and multi-response optimization of machining performance while turning hardened steel with self-propelled rotary tool

There are many advanced tooling approaches in metal cutting to enhance the cutting tool performance for machining hard-to-cut materials.The self propelled rotary tool(SPRT) is one of the novel approaches to improve the cutting tool performance by providing cutting edge in the form of a disk,which rotates about its principal axis and provides a rest period for the cutting edge to cool and allow engaging a fresh cutting edge with the work piece.This paper aimed to present the cutting performance of SPRT while turning hardened EN24 steel and optimize the machining conditions.Surface roughness(R_a) and metal removal rate(r_(MMR)) are considered as machining performance parameters to evaluate,while the horizontal inclination angle of the SPRT,depth of cut,feed rate and spindle speed are considered as process variables.Initially,design of experiments(DOEs) is employed to minimize the number of experiments.For each set of chosen process variables,the machining experiments are conducted on computer numerical control(CNC) lathe to measure the machining responses.Then,the response surface methodology(RSM) is used to establish quantitative relationships for the output responses in terms of the input variables.Analysis of variance(ANOVA) is used to check the adequacy of the model.The influence of input variables on the output responses is also determined.Consequently,these models are formulated as a multi-response optimization problem to minimize the R_a and maximize the r_(MMR)simultaneously.Non-dominated sorting genetic algorithmII(NSGA-II) is used to derive the set of Pareto-optimal solutions.The optimal results obtained through the proposed methodology are also compared with the results of validation experimental runs and good correlation is found between them.     

基于TRIZ-GA老龄服务机器人人因系统功能配置与设计优化

目的 基于TRIZ理论对老龄服务机器人用户需求、配置原理及人机关系进行分析,并运用GA算法进行优化。方法 首先利用五阶问卷、层次分析法对老年人行为特征进行剖析,得出老年人具体的功能需求。结合TRIZ理论推导出老龄服务机器人的功能结构模型。其次利用物-场模型建立较为完善的老龄服务机器人新型人机系统设计模型。在功能模型与系统模型的基础上,利用物理矛盾原理推导出老龄服务机器人的配置原理,并运用技术矛盾原理对其进行设计改进,最后利用GA算法寻求最优解,将其具象化并用主成分综合评价验证研究成果。结果 在满足老年人需求的基础上,提出了功能模型、新型人机模型及配置模型。结论 提出了老龄服务机器人配置原则及优化方法与设计指标,以期为后续老龄服务机器人交互设计及人机界面设计提供理论依据。