Optimización inmune multiobjetivo de la planificación de rutas para robot de soldadura de barcos
Autores: Shen, Yi; Gao, Yunqiang; Yuan, Mingxin; Sun, Hongwei; Guo, Zhenjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización inmune multiobjetivo de la planificación de rutas para robot de soldadura de barcos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiencia de soldadura
Robot de soldadura de barcos
Planificación de trayectorias
Optimización inmune
Pérdida de energía
Optimización multiobjetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la eficiencia de soldadura del robot de soldadura de barcos, se propone la planificación de ruta del robot de soldadura basada en optimización inmune tomando la longitud de la ruta de soldadura y la pérdida de energía como objetivos de optimización. En primer lugar, sobre la base de la definición de la planificación de ruta del robot de soldadura, se lleva a cabo la modelización en rejilla del entorno de trabajo del robot y la modelización triangular de las soldaduras de soldadura. Luego, de acuerdo con el proceso de trabajo del robot de soldadura, se construye la función objetivo de longitud, incluyendo la ruta de la costura soldada y la ruta de la antorcha de soldadura sin soldadura, y se construye la función de pérdida de energía basada en la cinemática y la función de Lagrange. Finalmente, se introduce el algoritmo de optimización inmune basado en análisis de clúster y auto-circulación para realizar la optimización multiobjetivo de la planificación de ruta para el robot de soldadura de barcos. Los resultados de prueba de cuatro tipos de soldaduras de barcos muestran que en comparación con el simple algoritmo genético, algoritmo genético inmune, algoritmo de colonia de hormigas, colonia de abejas artificial, optimización de enjambre de partículas y optimización de clonación inmune, el algoritmo de planificación inmune multiobjetivo propuesto es el mejor en términos de longitud de ruta de planificación, consumo de energía y estabilidad. Además, la longitud media de la ruta más corta y su desviación estándar, el consumo energético mínimo promedio y su desviación estándar, y la generación de convergencia más baja promedio y su desviación estándar se reducen en promedio en un 9,03%, 54,04%, 8,23%, 19,10%, 27,84% y 52,25%, respectivamente, lo que verifica plenamente la efectividad y superioridad del algoritmo propuesto de planificación de ruta del robot de soldadura.
Descripción
Para mejorar la eficiencia de soldadura del robot de soldadura de barcos, se propone la planificación de ruta del robot de soldadura basada en optimización inmune tomando la longitud de la ruta de soldadura y la pérdida de energía como objetivos de optimización. En primer lugar, sobre la base de la definición de la planificación de ruta del robot de soldadura, se lleva a cabo la modelización en rejilla del entorno de trabajo del robot y la modelización triangular de las soldaduras de soldadura. Luego, de acuerdo con el proceso de trabajo del robot de soldadura, se construye la función objetivo de longitud, incluyendo la ruta de la costura soldada y la ruta de la antorcha de soldadura sin soldadura, y se construye la función de pérdida de energía basada en la cinemática y la función de Lagrange. Finalmente, se introduce el algoritmo de optimización inmune basado en análisis de clúster y auto-circulación para realizar la optimización multiobjetivo de la planificación de ruta para el robot de soldadura de barcos. Los resultados de prueba de cuatro tipos de soldaduras de barcos muestran que en comparación con el simple algoritmo genético, algoritmo genético inmune, algoritmo de colonia de hormigas, colonia de abejas artificial, optimización de enjambre de partículas y optimización de clonación inmune, el algoritmo de planificación inmune multiobjetivo propuesto es el mejor en términos de longitud de ruta de planificación, consumo de energía y estabilidad. Además, la longitud media de la ruta más corta y su desviación estándar, el consumo energético mínimo promedio y su desviación estándar, y la generación de convergencia más baja promedio y su desviación estándar se reducen en promedio en un 9,03%, 54,04%, 8,23%, 19,10%, 27,84% y 52,25%, respectivamente, lo que verifica plenamente la efectividad y superioridad del algoritmo propuesto de planificación de ruta del robot de soldadura.