焊接机器人路径规划问题的算法研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要本文讨论了目前在焊接机器人路径规划领域广泛使用的智能算法：遗传算法和Hopfield神经网络。针对这些算法处理路径优化问题时的不足，提出了基于DNA计算处理焊接机器人路径规划问题的算法。基于焊接机器人路径规划问题的数学模型，将焊接机器人路径规划问题转化为完全正权无向图的最短H锄ilton环路问题；结合焊接机器人工作的实际情况，运用DNA算法获得最短Hmilton环路路程，从而实现焊接机器人的工具原点运动的最优化；最后通过算例证明了方法的有效性。针对已有的DNA计算模型的缺点，采取了相应

2、的改进，把包含重复顶点的闭链剔除出去，满足了实际规划问题中不重复焊接同一焊点的要求。本文还讨论了DNA计算实现实际工作中焊接机器人路径规划时出现的几个问题，并提出了作者的一些想法，为以后研究这些问题指出了努力的方向。关键词：焊接机器人；路径规划；DNA计算；TSP问题第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractDiscussionofthecurrentfieldofweldingpathwidespreadUSeofIntelligentalgorithms：geneticalgorithmsandHopfiel

3、dneuralnetworks．ThesealgorithmsaddressthelackofpathoptimizationproblemsisproposedwddmgrobotpathplanningalgorithmsbasedonDNAcomputing．Basedonthemathematicalmodel，theweldingrobotpathplanningproblemistransformedintotheshortestcompletelyweightedundirectedgraphofHami

4、ltonloopproblem；combinationoftheactualsituationoftherobot，theuseofDNAmethodWastheshortestHamiltonCircledistancetotheoriginofweldingrobot-movementoptimizationtool；Finally,anumericalexampledemonstratestheeffectivenessofthemethod．DNAcomputingmodelfortheexistingshor

5、tcomings，takeacorrespondingimprovement,toincluderemovingduplicateverticesofclosed—chainouttomeettheactualplanningproblemsdonotrepeatthesamesolderweldingrequirements．TllisarticlealsodiscussesthepracticalworkofDNAComputingforweldingrobotpathplanning,severalissuese

6、mergedandmadeofsomeoftheideasforthefuturestudyoftheseissuesthatdirection．Keywords：Keywords：weldingrobots；reutesplanning；DNAcomputing；TSPproblem武汉科技大学硕士学位论文页第一章绪论1．1机器人应用情况1．1．1机器人的定义机器人指的是一种自主引导，能够自己完成赋予任务的机器。机器人另一个基本的特性就是可以通过行动反应其拥有的意愿和意图。在二十一世纪的今天，机器人被应用在社会生活的

7、方方面面，这一局面是人类创造机器人之初未曾预想到的。。在机器人科学和机器人的发展过程中，各种科技不断涌现。其中一种技术是进化机器人技术(一系列不同功能的机器人接受测试，表现最好的作为制造下一代机器人的模型)，另一种技术是发展机器人技术(跟踪在某一领域内用于解决问题的功能变化与发展)。目前，机器人大部分被设置在工厂或者家庭，从事体力劳动。与此同时，在世界范围内，在实验室里制造出各种性能更出色的机器人。大量机器人技术的研究不仅着眼于执行特殊的工业任务，而且还专注于研究、设计、制造新式的机器人和新式的机器人制造方法。当那些新

8、式机器人成为现实，可以期待它们能处理现实世界的一系列问题。1．1．2机器人的应用机器人大量参与对于人类来说危险、繁重、环境恶劣和难以完成的工作，在制造业、建筑业、石油钻探、矿石开采、太空探索、水下探索、毒害物质清理、搜救、医学、军事等领域辅助或替代人类的劳动。由图l。1．1．3可见，介绍了几种典型的机器人。图1．1腹腔镜手术机器人