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引入路径夹角的粒子群-禁忌搜索寻优的速度前瞻算法研究

李敏 游达章 许文俊

李敏, 游达章, 许文俊. 引入路径夹角的粒子群-禁忌搜索寻优的速度前瞻算法研究[J]. 机械科学与技术, 2023, 42(1): 119-124. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200585
引用本文: 李敏, 游达章, 许文俊. 引入路径夹角的粒子群-禁忌搜索寻优的速度前瞻算法研究[J]. 机械科学与技术, 2023, 42(1): 119-124. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200585
LI Min, YOU Dazhang, XU Wenjun. Exploring Speed-forward-looking Particle Swarm-taboo Search Optimization Algorithm by Introducing Path Angle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(1): 119-124. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200585
Citation: LI Min, YOU Dazhang, XU Wenjun. Exploring Speed-forward-looking Particle Swarm-taboo Search Optimization Algorithm by Introducing Path Angle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(1): 119-124. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200585

引入路径夹角的粒子群-禁忌搜索寻优的速度前瞻算法研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200585
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51875180

详细信息
    作者简介:

    李敏(2000-), 硕士研究生, 研究方向为测控技术与仪器, 1808305143@qq.com

    通讯作者:

    游达章, 教授, 硕士生导师, yodazhag@163.com

  • 中图分类号: TG156

Exploring Speed-forward-looking Particle Swarm-taboo Search Optimization Algorithm by Introducing Path Angle

  • 摘要: 对于数控系统中路径为连续微线段的情况, 本文提出一种采用路径夹角进行优化的多轨迹速度前瞻算法。首先基于前后路径的约束关系初算衔接速度; 其次, 利用路径夹角对衔接速度和最大加加速度进行矢量函数映射; 最后, 将所得的加减速参数带入S加减速模型, 得到非对称S型加减速数据。并且采用粒子群-禁忌搜索混合算法对路径夹角的调整系数进行优化, 通过熵权法计算适应度函数合成指标的权重, 得到全局最优解。结果表明, 相较于传统S型加减速, 本文采用的算法显著提高了加工效率, 具有较高的柔性, 极大的提升了加工精度。
  • 图  1  相邻路径示意图

    图  2  S型加减速曲线

    图  3  速度前瞻控制算法流程图

    图  4  多轨迹运动路径图

    图  5  3种算法的适应度变化曲线

    图  6  数控系统运动速度曲线

    表  1  3种算法性能比较

    指标 普通S型 普通S型+前瞻+夹角 优化S型+前瞻+夹角
    速度突变指数 数值/(mm·s-2) 5.091 4.117 3.385
    提升比例/% 33.5 17.8 -
    运动时间 数值/s 12.171 7.720 6.671
    提升比例/% 45.2 13.6 -
    路径误差 数值/mm 4.25×10-10 2.05×10-11 4.79×10-12
    提升比例/% 98.9 76.6 -
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  • 收稿日期:  2021-03-08
  • 刊出日期:  2023-01-25

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