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多机器人协同加工效率与质量双目标优化任务规划方法 

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申请/专利权人:南京航空航天大学

摘要:本发明提供一种多机器人协同加工效率与质量双目标优化任务规划方法,包括将加工方案中多机器人的换站加工策略和加工任务分配分别表示为第一染色体和第二染色体;随机生成加工方案编码构成初始种群;在初始种群中选择两个编码作为父代的编码个体,随机产生两个新的编码个体作为子代;计算过渡种群中每个编码个体对应加工方案的加工时间;计算过渡种群中每个编码个体对应加工方案的加工质量指标;对过渡种群进行非支配排序;选择排序中不重复的前目标数量个编码个体作为新的种群,得到最终种群;选择第一个非支配层中的编码作为多机器人任务规划的最优解。本发明将机器人加工性能的量化评价手段由单机器人扩展到了多机器人系统。

主权项:1.一种多机器人协同加工效率与质量双目标优化任务规划方法,其特征在于,包括:步骤1,将加工方案中多机器人的换站加工策略和加工任务分配分别表示为第一染色体和第二染色体;所述第一染色体的表达式为: ;其中,为多机器人换站加工次数;为机器人数量;为的矩阵;中的元素为机器人在地面上的摆放位置,即工作站位;中各行为多机器人实施一轮加工时所采用的个站位,第行为第轮加工时采用的站位;当无法同时在个站位上摆放机器人时,用Null补足对应行的长度;所述第二染色体的表达式为: ;其中,为维向量;中的元素为各任务加工时,实施加工的机器人所处的站位,第个元素为任务被加工时机器人采用的站位;的每一个元素都存在于中,否则为非法编码;步骤2,随机生成加工方案编码,保留可行的编码作为优化的初始解,直至可行编码的个数达到目标数量,构成初始种群;构建的空矩阵,随机选择一组至多个不存在物理干涉的站位添加至空矩阵中,得到当前空矩阵;判断当前空矩阵中的所有站位是否保证多机器人的工作包络覆盖所有任务;如果是,以当前空矩阵为第一染色体;如果否,继续选择一组至多个不存在物理干涉的站位添加至当前空矩阵中,直至当前空矩阵达到最大行数;如果当前空矩阵是达到最大行数,对每一个任务,从第一染色体的元素中随机选择可行的站位作为加工站位,构成作为第二染色体的向量;将s=[]作为一个可行加工方案的编码保留;步骤3,在初始种群中选择两个编码作为父代的编码个体,采用双染色体交叉算子随机产生两个新的编码个体作为子代;步骤4,检查子代编码个体,对不可行的子代使用修复算子修复对应的编码;步骤5,采用双染色体变异算子将两个子代编码个体以预设概率发生变异;步骤6,重复步骤3至步骤5,直至产生目标数量个子代个体,将目标数量个子代与目标数量个父代合并,构成大小为两倍目标数量的过渡种群;步骤7,计算过渡种群中每个编码个体对应加工方案的加工时间;步骤8,根据空间离散任务整体加工质量评价指标,计算过渡种群中每个编码个体对应加工方案的加工质量指标;步骤9,根据每个编码个体加工时间及加工质量指标,对过渡种群进行非支配排序;步骤10,选择排序中不重复的前目标数量个编码个体作为新的种群,并重复执行步骤3至步骤9,直至进化次数达到预设值,得到最终种群;步骤11,对最终种群进行步骤9,选择第一个非支配层中的编码作为多机器人任务规划的最优解。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 南京航空航天大学 多机器人协同加工效率与质量双目标优化任务规划方法

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