改进蜉蝣算法的移动机器人路径规划研究

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作者 邹阿威 王雷 +5 位作者 李伟民 李凡 蔡劲草 王海 谭铁龙 桂劲松 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期1993-1999,共7页

针对传统蜉蝣算法在机器人路径规划领域应用时存在收敛速度较慢、精度差、稳定性不足等问题,提出了一种改进的蜉蝣算法。该算法引入了一种动态参数调整策略,使算法局部搜索与全局搜索能力达到更好的平衡,并融合了莱维飞行策略与跳出策略... 针对传统蜉蝣算法在机器人路径规划领域应用时存在收敛速度较慢、精度差、稳定性不足等问题,提出了一种改进的蜉蝣算法。该算法引入了一种动态参数调整策略,使算法局部搜索与全局搜索能力达到更好的平衡,并融合了莱维飞行策略与跳出策略,避免了算法陷入局部最优。在20×20的地图环境下对改进的蜉蝣算法进行20次随机仿真实验,仿真表明本算法在求解精度和求解速度上均有较显著提升。同时,为进一步验证本文改进蜉蝣算法的可靠性和有效性,在30×30的栅格地图环境下对改进蜉蝣算法进行20次随机仿真实验,结果表明改进蜉蝣算法在可靠性和稳定性上也有所提升。 展开更多

关键词 改进蜉蝣优化算法 路径规划 莱维飞行 自适应参数调整策略

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基于改进遗传算法的机器人动态路径规划 被引量：34

2

作者 王雷 李明 +1 位作者 唐敦兵 蔡劲草 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期841-846,共6页

针对基本遗传算法解决移动机器人路径规划的不足,提出了一种改进的遗传算法。首先,采用栅格法对机器人路径规划进行建模。然后,提出一种生成初始种群的方法和精英策略,设计出自适应变异概率,提高了算法的求解质量。同时,在规划过程中,... 针对基本遗传算法解决移动机器人路径规划的不足,提出了一种改进的遗传算法。首先,采用栅格法对机器人路径规划进行建模。然后,提出一种生成初始种群的方法和精英策略,设计出自适应变异概率,提高了算法的求解质量。同时,在规划过程中,将全局路径规划与局部路径规划相结合,并且根据机器人与动态障碍物碰撞类型的不同,提出了相应的避碰策略。仿真实验表明:该算法优于基本遗传算法,能够有效地指导机器人在动态环境中实现避障,获得无碰最优或次优路径。 展开更多

关键词 动态路径规划 栅格法 改进遗传算法 精英策略

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改进遗传算法在移动机器人路径规划中的应用研究 被引量：54

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作者 王雷 李明 +1 位作者 蔡劲草 刘志虎 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期711-716,共6页

针对基本遗传算法解决移动机器人路径规划问题存在收敛速度慢等不足,对遗传算法进行了改进,提出了一种改进自适应遗传算法。根据进化过程中个体适应度值的大小自动调节交叉概率和变异概率,从而使算法能够跳出局部最优解,克服早熟的缺点... 针对基本遗传算法解决移动机器人路径规划问题存在收敛速度慢等不足,对遗传算法进行了改进,提出了一种改进自适应遗传算法。根据进化过程中个体适应度值的大小自动调节交叉概率和变异概率,从而使算法能够跳出局部最优解,克服早熟的缺点。同时采用栅格法对机器人工作空间进行建模。对移动机器人路径规划进行仿真实验,对比结果表明:该改进的遗传算法是有效可行的,能够有效的提高机器人路径规划的质量。 展开更多

关键词 路径规划 移动机器人 自适应遗传算法 栅格法

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基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题 被引量：24

4

作者 王雷 蔡劲草 石鑫 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期494-502,共9页

为降低柔性作业车间调度中的能耗,在分析柔性作业车间调度问题研究现状和不足的基础上,以完工时间、机器能耗和工人操作机器的舒适度作为柔性作业车间调度问题的多目标函数。利用改进遗传算法对其进行优化研究。算法中采用权重法对种群... 为降低柔性作业车间调度中的能耗,在分析柔性作业车间调度问题研究现状和不足的基础上,以完工时间、机器能耗和工人操作机器的舒适度作为柔性作业车间调度问题的多目标函数。利用改进遗传算法对其进行优化研究。算法中采用权重法对种群进行初始化处理以获得较好的解;采用快速解码获得需要的总适应度值;利用改进的交叉及变异操作,避免非法解的产生;利用精英保留策略保留优秀基因,提高求解效率和求解质量。通过对具体案例仿真验证算法的有效性。 展开更多

关键词 改进遗传算法 多目标 柔性作业车间调度 舒适度 节能调度

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汽车减振器底盖装配模具的优化设计 被引量：2

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作者 王雷 石建德 +2 位作者 朱廷焕 蔡劲草 李明 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期47-50,76,共5页

贮油缸组件是轿车减振器的三大组件之一,传统结构是在贮油缸底部过盈压装一个底盖并焊接密封,以便密封内部的油液和气体。传统工艺在完成该工序的产品往往因过盈压装而产生难以清除的铁屑,影响减振器的清洁度;同时因压装难以保证底盖端... 贮油缸组件是轿车减振器的三大组件之一,传统结构是在贮油缸底部过盈压装一个底盖并焊接密封,以便密封内部的油液和气体。传统工艺在完成该工序的产品往往因过盈压装而产生难以清除的铁屑,影响减振器的清洁度;同时因压装难以保证底盖端面与贮油缸的垂直度,致使减振器使用过程中发生活塞杆偏磨,过早漏油失效而降低其使用寿命。针对以上存在的问题,通过对产品工装模具优化设计,具体包括:优化底盖和贮油缸配合关系,将原过盈配合关系变为间隙配合;优化设计底盖缩固工装等,从而杜绝在装配过程中铁屑的产生和提高底盖与贮油缸垂直度,最终达到降低减振器异响故障率,延长产品使用寿命的目的。具体的应用及产品质量检验的结果表明本模具优化设计方案是合理、可行的。 展开更多

关键词 汽车减振器 贮油缸 压底盖模具 优化设计 同轴度

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考虑准备时间的分布式两阶段混合流水车间调度 被引量：15

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作者 蔡劲草 雷德明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期2170-2179,共10页

针对准备时间依赖于顺序的分布式两阶段混合流水车间调度问题(DTHFSP),提出一种双变邻域搜索(DVNS)算法以同时最小化总延迟时间和最大完成时间。由于该问题子问题较多,将工厂分配和第一阶段的机器分配合并以减少子问题的数量。DVNS包含... 针对准备时间依赖于顺序的分布式两阶段混合流水车间调度问题(DTHFSP),提出一种双变邻域搜索(DVNS)算法以同时最小化总延迟时间和最大完成时间。由于该问题子问题较多,将工厂分配和第一阶段的机器分配合并以减少子问题的数量。DVNS包含两个相互协作的变邻域结构,每个变邻域结构都加入全局搜索算子,并应用了邻域搜索和全局搜索协调、邻域结构的合理配置以及当前解的周期性更新等策略。通过大量实例的对比实验表明,DVNS在求解DTHFSP方面具有较强的优势。 展开更多

关键词 双变邻域搜索 分布式调度 两阶段混合流水车间调度 准备时间

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基于Fluid SIM的装载机液压系统建模与仿真 被引量：1

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作者 李明 王雷 +1 位作者 蔡劲草 刘银丁 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2016年第8期36-44,共9页

以ZL50轮式装载机为研究对象,首先对轮式装载机液压系统进行分析与改进设计,完成液压系统原理图的拟定,最后在Fluid SIM仿真软件中实现液压动作的仿真和回路控制,验证了设计的正确性。

关键词 轮式装载机 液压系统设计 FLUID SIM仿真

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制造系统的健康评估与协调控制

8

作者 王雷 蔡劲草 +1 位作者 李明 何慧娟 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期214-218,241,共6页

为了准确及时地对制造系统健康状态进行评估和协调控制,以实现制造过程的整体优化,分析了内分泌系统调控的工作机理,给出了内分泌系统与健康状态监测评估系统相似性,构建了制造系统的内分泌免疫监测结构模型;提出了设备健康状态监测与... 为了准确及时地对制造系统健康状态进行评估和协调控制,以实现制造过程的整体优化,分析了内分泌系统调控的工作机理,给出了内分泌系统与健康状态监测评估系统相似性,构建了制造系统的内分泌免疫监测结构模型;提出了设备健康状态监测与处理方法,利用模糊层次分析法,对制造系统健康状态进行有效的评估;以现有的柔性制造单元平台为背景,对其健康状态评估与协调控制进行了评价研究,评价结果表明制造单元的总体健康值为0.588,属于较差状态,应在短时间内对设备进行停机检修;给出了温度参数变化情况下加工设备m1健康值的实时试验结果,试验结果与计算结果一致,表明该方法具有有效性和可行性. 展开更多

关键词 制造系统 模糊层次分析法 多特征参数 健康状态 协调控制 仿真

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基于信息素差异分布策略的路径规划蚁群改进算法 被引量：6

9

作者 马康康 王雷 +2 位作者 李东东 蔡劲草 苏学满 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期100-107,共8页

针对传统蚁群算法用于移动机器人路径规划时存在初期盲目性搜索、收敛速度慢以及容易陷入局部最优的问题,提出一种蚁群改进算法。首先根据各节点相对于起始点和目标点连线之间的距离,对初始信息素不平均分配,使其呈正态分布,降低算法搜... 针对传统蚁群算法用于移动机器人路径规划时存在初期盲目性搜索、收敛速度慢以及容易陷入局部最优的问题,提出一种蚁群改进算法。首先根据各节点相对于起始点和目标点连线之间的距离,对初始信息素不平均分配,使其呈正态分布,降低算法搜索初期的盲目性,加快最优解的搜索;其次改进挥发因子,采用双挥发因子原则,控制信息素的挥发,既降低局部最优的可能,又能加快收敛速度;对冗余路径作进一步优化处理,使得路径更优。仿真结果表明,本文蚁群改进算法相对比传统蚁群算法以及其他蚁群改进算法收敛速度更快,收敛性更稳定。 展开更多

关键词 机器人路径规划 蚁群改进算法 信息素差异分布策略 双挥发因子

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多目标混合流水车间调度问题求解算法 被引量：4

10

作者 王静云 王雷 +2 位作者 蔡劲草 李佳路 苏学满 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期544-552,共9页

针对多目标不相关并行机混合流水车间调度问题,建立以最小化最大完工时间、机器总能耗和机器加工成本为目标的多目标数学模型。提出一种改进的基于分解的多目标进化算法(Improved multi-objective evolution algorithm based on decompo... 针对多目标不相关并行机混合流水车间调度问题,建立以最小化最大完工时间、机器总能耗和机器加工成本为目标的多目标数学模型。提出一种改进的基于分解的多目标进化算法(Improved multi-objective evolution algorithm based on decomposition,IMOEAD),采用均匀设计表生成初始权重向量,提高种群多样性,利用正态分布交叉并设计了自适应高斯变异来提高算法的全局搜索能力和局部搜索能力,在权重向量邻域中选择个体产生新解,运用非支配等级和拥挤距离更新外部档案。以反世代距离、世代距离和非支配解个数为性能指标,通过大量案例仿真,与非支配排序遗传算法Ⅱ和基于分解的多目标进化算法进行对比,结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 流水车间调度 改进的基于分解的多目标进化算法 正态分布交叉 自适应高斯变异

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基于改进遗传算法的柔性作业车间调度 被引量：20

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作者 王雷 蔡劲草 +1 位作者 唐敦兵 李明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期779-785,共7页

在实际的柔性作业车间调度中,不但工件需要加工时间,而且工件在各个机器之间利用AGV转移也需要占用一定的时间,因此对柔性作业车间调度中考虑AGV运输时间的研究更具有实际意义。首先,针对此问题,建立了有AGV约束的柔性作业车间调度数学... 在实际的柔性作业车间调度中,不但工件需要加工时间,而且工件在各个机器之间利用AGV转移也需要占用一定的时间,因此对柔性作业车间调度中考虑AGV运输时间的研究更具有实际意义。首先,针对此问题,建立了有AGV约束的柔性作业车间调度数学模型。其次,提出一种多段式编码,可以使得一些对进化没有帮助的基因直接被淘汰掉;提出一种分阶段的自适应交叉和变异概率公式及多种群进化机制以实现快速收敛及全局优化的效果。最后,仿真实例验证了本文提出算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 改进遗传算法 柔性作业车间调度 多段式编码 多种群

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基于可变重调度区间的柔性作业车间动态调度策略 被引量：7

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作者 王雷 蔡劲草 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期397-403,共7页

针对动态柔性作业车间调度问题,提出了基于可变重调度区间的动态重调度策略。建立了柔性作业车间调度数学模型。提出一种初始化机器、初始化工序和随机初始化相结合的改进种群初始化的方法,进一步提高初始种群解的质量。实际生产案例仿... 针对动态柔性作业车间调度问题,提出了基于可变重调度区间的动态重调度策略。建立了柔性作业车间调度数学模型。提出一种初始化机器、初始化工序和随机初始化相结合的改进种群初始化的方法,进一步提高初始种群解的质量。实际生产案例仿真对比分析结果表明,利用本文重调度策略和改进遗传算法后得到的结果比企业实际运行时间缩短了47.8%,比他人的调度策略所得到的优化结果提高了5.4%,从而验证了本文所提出算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 柔性作业车间 动态调度 种群初始化 遗传算法 可变重调度区间

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