Optimización de Trayectorias de Robots Industriales Basada en un Algoritmo de Búsqueda de Gorriones Mejorado
Autores: Ma, Fei; Sun, Weiwei; Jiang, Zhouxiang; Suo, Shuangfu; Wang, Xiao; Liu, Yue
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización de Trayectorias de Robots Industriales Basada en un Algoritmo de Búsqueda de Gorriones Mejorado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Propone
Mejorado
Algoritmo de búsqueda de gorriones
Trayectoria
Optimización
Robot
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un algoritmo de búsqueda de gorriones multi-estrategia mejorado para optimizar la trayectoria de un robot industrial de seis ejes, abordando problemas de baja eficiencia y alto impacto de vibraciones en las articulaciones durante la operación. Inicialmente, se emplea el método paramétrico D-H mejorado para establecer tanto los modelos cinemáticos directos como inversos del robot. Posteriormente, se aplica un enfoque de planificación de trayectoria de interpolación polinómica mixta 3-5-3 al robot. Basándose en el algoritmo de gorriones convencional, un sistema caótico Logístico bidimensional inicializa la población. Además, se introduce una estrategia de vuelo de Levy y un ponderado adaptativo no lineal para refinar el operador de actualización de posición del descubridor, mientras que una estrategia de aprendizaje inverso mejora el operador de actualización de posición del vigilante. Estas modificaciones aumentan tanto las capacidades de búsqueda local como global del algoritmo. El algoritmo de gorriones mejorado, basado en la planificación de trayectoria polinómica híbrida 3-5-3, se utiliza luego para la planificación de trayectoria óptima en tiempo del robot. Esto se compara con los resultados de optimización del algoritmo de búsqueda de gorriones tradicional y del algoritmo de enjambre de partículas. Los hallazgos indican que el algoritmo de búsqueda de gorriones mejorado propuesto supera tanto al algoritmo de gorriones estándar como al algoritmo de enjambre de partículas en términos de velocidad de convergencia y precisión para la optimización de la trayectoria del robot. Esto puede llevar a un aumento en la eficiencia laboral y el rendimiento del robot.
Descripción
Este documento propone un algoritmo de búsqueda de gorriones multi-estrategia mejorado para optimizar la trayectoria de un robot industrial de seis ejes, abordando problemas de baja eficiencia y alto impacto de vibraciones en las articulaciones durante la operación. Inicialmente, se emplea el método paramétrico D-H mejorado para establecer tanto los modelos cinemáticos directos como inversos del robot. Posteriormente, se aplica un enfoque de planificación de trayectoria de interpolación polinómica mixta 3-5-3 al robot. Basándose en el algoritmo de gorriones convencional, un sistema caótico Logístico bidimensional inicializa la población. Además, se introduce una estrategia de vuelo de Levy y un ponderado adaptativo no lineal para refinar el operador de actualización de posición del descubridor, mientras que una estrategia de aprendizaje inverso mejora el operador de actualización de posición del vigilante. Estas modificaciones aumentan tanto las capacidades de búsqueda local como global del algoritmo. El algoritmo de gorriones mejorado, basado en la planificación de trayectoria polinómica híbrida 3-5-3, se utiliza luego para la planificación de trayectoria óptima en tiempo del robot. Esto se compara con los resultados de optimización del algoritmo de búsqueda de gorriones tradicional y del algoritmo de enjambre de partículas. Los hallazgos indican que el algoritmo de búsqueda de gorriones mejorado propuesto supera tanto al algoritmo de gorriones estándar como al algoritmo de enjambre de partículas en términos de velocidad de convergencia y precisión para la optimización de la trayectoria del robot. Esto puede llevar a un aumento en la eficiencia laboral y el rendimiento del robot.