基于改进果蝇优化算法的汽车饰件焊接路径规划
发布时间：2022-09-29 12:57
随着经济发展,生活水平的提高,我国汽车制造业也蓬勃发展,国内汽车企业纷纷采用机器人进行焊接组装工作,来提高产量和质量。为了在尽可能短的时间内完成焊接任务,必须对机器人焊接路径进行优化,对焊接任务进行合理分配。传统汽车制造中机器人的焊接路径规划由人工完成,不仅耗费人力和时间,而且所得焊接路径常不符合生产要求。因此研究焊接路径规划算法,对保证生产安全、提高产品质量和生产力具有重要意义。首先,本文选择并改进了果蝇优化算法。根据汽车饰件柔性焊接生产线的生产流程和结构特点,对比分析了多种优化算法后,选择了果蝇优化算法来求解焊接路径规划问题。原始果蝇优化算法不具备全局搜索能力且易陷入局部最优,本文通过加入均匀的候选解生成机制、飞行半径自适应调整和精英果蝇,得到了改进的全局果蝇优化算法（Modified Global Fruit Fly Optimization Algorithm,MGFOA）。并基于12个Benchmark函数,将MGFOA与其他优化算法进行了仿真对比,验证了改进果蝇优化算法的有效性和优越性。其次,对MGFOA进行离散化并求解单台机器人路径规划问题。建立TSP数学模型,通过设计飞...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外发展及研究现状
1.3 课题来源
1.4 本论文主要研究内容
第二章 汽车饰件焊接路径规划相关分析
2.1 汽车饰件焊接工艺概述
2.1.1 汽车饰件
2.1.2 超声波焊接技术
2.1.3 焊接机器人
2.2 汽车饰件柔性焊接生产线
2.2.1 汽车饰件柔性焊接生产线结构
2.2.2 生产线的生产节拍
2.3 焊接路径规划技术流程
2.4 焊接路径规划方法及研究现状
2.4.1 传统焊接路径规划方法
2.4.2 基于智能算法的路径规划方法
2.4.3 焊接路径规划问题研究现状
2.4.4 本文路径规划方法选择
2.5 本章小结
第三章 果蝇优化算法及其改进
3.1 果蝇优化算法简介及分析
3.1.1 果蝇优化算法研究现状
3.1.2 果蝇优化算法简介
3.2 改进的全局果蝇优化算法
3.2.1 均匀的候选解生成机制
3.2.2 自适应飞行半径
3.2.3 精英果蝇
3.2.4 改进的全局果蝇优化算法的计算流程
3.3 改进果蝇优化算法的仿真实现与对比
3.3.1 基准验证函数
3.3.2 实验设计
3.3.3 仿真结果及分析
3.4 本章小结
第四章 基于果蝇优化算法的单焊接路径规划
4.1 路径规划问题描述
4.1.1 路径规划数学模型
4.1.2 路径规划问题简化
4.2 改进果蝇优化算法的离散化
4.2.1 果蝇位置编码方式
4.2.2 离散飞行算子设计
4.2.3 精英果蝇算子设计
4.2.4 果蝇种群大小设置
4.2.5 适应度函数设计
4.2.6 终止条件的设计
4.2.7 离散改进果蝇优化算法流程
4.3 基于TSPLIB实例库的仿真验证
4.3.1 仿真实验设置
4.3.2 仿真实验结果与分析
4.4 基于改进果蝇优化算法的单焊接路径规划仿真实现
4.4.1 焊点信息
4.4.2 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 多机器人焊接路径规划研究与实现
5.1 多机器人协同焊接路径规划问题
5.1.1 路径规划约束
5.1.2 多机器人路径规划流程
5.2 多机器人焊点分配问题
5.2.1 焊点分配原则
5.2.2 焊点分配多背包数学模型
5.3 基于动态规划的多果蝇群协同规划算法
5.3.1 多机器人路径规划算法研究现状
5.3.2 动态规划算法焊点就近分配
5.3.3 多果蝇群协同规划算法设计
5.3.4 防碰撞设计
5.3.5 动态规划多果蝇群协同规划算法流程
5.4 多机器人协同焊接路径规划仿真结果与分析
5.5 本章小结
总结与展望
1 全文工作总结
2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]经济快速发展背景下中国民用汽车拥有量变化的时空特征[J]. 杨昆,时燕,罗毅,夏典. 地理科学. 2019(04)
[2]工业机器人的焊接应用管理浅析[J]. 黄焕良. 科技经济导刊. 2019(09)
[3]基于自适应步长RRT的双机器人协同路径规划[J]. 李洋,徐达,周诚. 农业机械学报. 2019(03)
[4]塑料组合构件高效超声波焊接的仿真与实验[J]. 杨庭飞,朱永伟,赵青青. 工程塑料应用. 2019(02)
[5]超声波焊接技术在继电器塑料壳体连接中的应用[J]. 黎晓贞,黄华福,邹文生,张坚琳. 塑料工业. 2018(11)
[6]焊接自动化技术的现状与发展趋势[J]. 王辉. 中国设备工程. 2018(20)
[7]基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划[J]. 吴明晖,黄海军,王先伟. 焊接学报. 2018(10)
[8]基于APG算法的多焊接机器人路径规划研究（英文）[J]. 张瑞星,李秀娟. 机床与液压. 2018(18)
[9]智能网联汽车技术发展现状及前景探究[J]. 曾浩. 科技经济导刊. 2018(26)
[10]激光焊接技术在汽车装配中的应用[J]. 邓世凯. 产业与科技论坛. 2018(18)
博士论文
[1]粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 刘逸.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]美国工业机器人产业发展及相关政策研究[D]. 李欣.内蒙古师范大学 2018
[2]双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术研究[D]. 侯仰强.天津工业大学 2018
[3]基于综合背包问题的混合贪婪算法的研究[D]. 陈乌吉玛.吉林大学 2017
[4]基于遗传算法的点焊机器人路径规划方法[D]. 张晓宁.上海师范大学 2015
[5]求解众目标优化问题的演化算法研究[D]. 闫明英.中国科学技术大学 2015
[6]多机器人协作焊接系统的算法研究与仿真实现[D]. 张曦.东南大学 2015
[7]多机器人协同的焊接路径规划研究[D]. 赵硕.合肥工业大学 2015
[8]基于离散精英粒子群算法的焊接机器人路径规划[D]. 时应盼.华东理工大学 2015
[9]基于混合离散粒子群算法的焊接机器人路径规划[D]. 李明皓.华东理工大学 2014
[10]侧围焊接工位焊点分配及路径规划的研究[D]. 袁毅.湖南大学 2013
本文编号：3682631
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外发展及研究现状
1.3 课题来源
1.4 本论文主要研究内容
第二章 汽车饰件焊接路径规划相关分析
2.1 汽车饰件焊接工艺概述
2.1.1 汽车饰件
2.1.2 超声波焊接技术
2.1.3 焊接机器人
2.2 汽车饰件柔性焊接生产线
2.2.1 汽车饰件柔性焊接生产线结构
2.2.2 生产线的生产节拍
2.3 焊接路径规划技术流程
2.4 焊接路径规划方法及研究现状
2.4.1 传统焊接路径规划方法
2.4.2 基于智能算法的路径规划方法
2.4.3 焊接路径规划问题研究现状
2.4.4 本文路径规划方法选择
2.5 本章小结
第三章 果蝇优化算法及其改进
3.1 果蝇优化算法简介及分析
3.1.1 果蝇优化算法研究现状
3.1.2 果蝇优化算法简介
3.2 改进的全局果蝇优化算法
3.2.1 均匀的候选解生成机制
3.2.2 自适应飞行半径
3.2.3 精英果蝇
3.2.4 改进的全局果蝇优化算法的计算流程
3.3 改进果蝇优化算法的仿真实现与对比
3.3.1 基准验证函数
3.3.2 实验设计
3.3.3 仿真结果及分析
3.4 本章小结
第四章 基于果蝇优化算法的单焊接路径规划
4.1 路径规划问题描述
4.1.1 路径规划数学模型
4.1.2 路径规划问题简化
4.2 改进果蝇优化算法的离散化
4.2.1 果蝇位置编码方式
4.2.2 离散飞行算子设计
4.2.3 精英果蝇算子设计
4.2.4 果蝇种群大小设置
4.2.5 适应度函数设计
4.2.6 终止条件的设计
4.2.7 离散改进果蝇优化算法流程
4.3 基于TSPLIB实例库的仿真验证
4.3.1 仿真实验设置
4.3.2 仿真实验结果与分析
4.4 基于改进果蝇优化算法的单焊接路径规划仿真实现
4.4.1 焊点信息
4.4.2 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 多机器人焊接路径规划研究与实现
5.1 多机器人协同焊接路径规划问题
5.1.1 路径规划约束
5.1.2 多机器人路径规划流程
5.2 多机器人焊点分配问题
5.2.1 焊点分配原则
5.2.2 焊点分配多背包数学模型
5.3 基于动态规划的多果蝇群协同规划算法
5.3.1 多机器人路径规划算法研究现状
5.3.2 动态规划算法焊点就近分配
5.3.3 多果蝇群协同规划算法设计
5.3.4 防碰撞设计
5.3.5 动态规划多果蝇群协同规划算法流程
5.4 多机器人协同焊接路径规划仿真结果与分析
5.5 本章小结
总结与展望
1 全文工作总结
2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]经济快速发展背景下中国民用汽车拥有量变化的时空特征[J]. 杨昆,时燕,罗毅,夏典. 地理科学. 2019(04)
[2]工业机器人的焊接应用管理浅析[J]. 黄焕良. 科技经济导刊. 2019(09)
[3]基于自适应步长RRT的双机器人协同路径规划[J]. 李洋,徐达,周诚. 农业机械学报. 2019(03)
[4]塑料组合构件高效超声波焊接的仿真与实验[J]. 杨庭飞,朱永伟,赵青青. 工程塑料应用. 2019(02)
[5]超声波焊接技术在继电器塑料壳体连接中的应用[J]. 黎晓贞,黄华福,邹文生,张坚琳. 塑料工业. 2018(11)
[6]焊接自动化技术的现状与发展趋势[J]. 王辉. 中国设备工程. 2018(20)
[7]基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划[J]. 吴明晖,黄海军,王先伟. 焊接学报. 2018(10)
[8]基于APG算法的多焊接机器人路径规划研究（英文）[J]. 张瑞星,李秀娟. 机床与液压. 2018(18)
[9]智能网联汽车技术发展现状及前景探究[J]. 曾浩. 科技经济导刊. 2018(26)
[10]激光焊接技术在汽车装配中的应用[J]. 邓世凯. 产业与科技论坛. 2018(18)
博士论文
[1]粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 刘逸.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]美国工业机器人产业发展及相关政策研究[D]. 李欣.内蒙古师范大学 2018
[2]双机器人协调焊接系统标定及路径规划技术研究[D]. 侯仰强.天津工业大学 2018
[3]基于综合背包问题的混合贪婪算法的研究[D]. 陈乌吉玛.吉林大学 2017
[4]基于遗传算法的点焊机器人路径规划方法[D]. 张晓宁.上海师范大学 2015
[5]求解众目标优化问题的演化算法研究[D]. 闫明英.中国科学技术大学 2015
[6]多机器人协作焊接系统的算法研究与仿真实现[D]. 张曦.东南大学 2015
[7]多机器人协同的焊接路径规划研究[D]. 赵硕.合肥工业大学 2015
[8]基于离散精英粒子群算法的焊接机器人路径规划[D]. 时应盼.华东理工大学 2015
[9]基于混合离散粒子群算法的焊接机器人路径规划[D]. 李明皓.华东理工大学 2014
[10]侧围焊接工位焊点分配及路径规划的研究[D]. 袁毅.湖南大学 2013
本文编号：3682631
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