省部共建国重室龙雨教授团队在串并联混合柔性焊接机械臂减振多目标轨迹规划方法取得进展

2024年07月19日 16:29  点击:[]

2024年7月,省部共建国重室龙雨教授团队在串并联混合柔性焊接机械臂减振多目标轨迹规划方法取得进展,相关工作以"A multi-objective trajectory planning approach for vibration suppression of a series–parallel hybrid flexible welding manipulator"为题,发表在《Mechanical Systems and Signal Processing》上(中科院一区TOP期刊,IF=7.9)。

多目标减振方法的框架

串并联混合焊接机械手虽然比传统的串联机械手具有优势,但它必须在额定速度下按特定轨迹连续平稳运行。以具有复杂串并联混合结构的柔性机械臂为研究对象,提出了一种间接抑制振动的多目标方法。针对多运动副排列、多电机驱动的复杂柔性机构,建立了系统综合弹性动力学模型,并通过锤击试验方法验证了模型的有效性。为实现末端位置和姿态的同步协调规划,基于同步规划控制器和双s速度剖面插值函数对空间弧焊轨迹进行规划。在此基础上,提出了考虑行程时间、能量消耗和终端振幅波动的多目标优化模型,将轨迹规划问题转化为插值函数中的参数优化问题,并采用精英非支配排序遗传算法(NSGA-II)确定最优轨迹。由此得到的最优轨迹有效地抑制了系统的振动。最后,与经典的五次多项式轨迹规划方法相比,系统振动抑制效果显著,验证了所提方法的有效性和可行性,为进一步实现实时控制提供了理论依据。

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