重型数控立车滑枕液压平衡系统的设计改进

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作者 徐妍妍 王潇 +3 位作者 张文源 孙豪 黄友弢 严向云 《机床与液压》 北大核心 2025年第19期73-78,共6页

针对重型数控立车加工平面出现明显刀纹的问题,分析发现液压平衡系统异常是刀纹产生的直接原因。综合考虑滑枕重力、最大快移速度、进给速度、运动行程,选用定量泵与蓄能器闭式平衡系统。以滑枕闭式液压平衡系统为研究对象,确定以压力... 针对重型数控立车加工平面出现明显刀纹的问题,分析发现液压平衡系统异常是刀纹产生的直接原因。综合考虑滑枕重力、最大快移速度、进给速度、运动行程,选用定量泵与蓄能器闭式平衡系统。以滑枕闭式液压平衡系统为研究对象,确定以压力波动系数ε为设计关键指标,气囊式蓄能器的初始压力和气体体积为设计参数,推导关键设计指标和设计参数之间的关系。应用AMESim对滑枕进给和液压平衡系统进行建模和仿真分析,并利用完全析因试验设计方法进行设计参数优化。仿真结果表明:压力波动系数ε最大不超过0.4。从工程的角度选择,将压力波动系数ε控制在0.1~0.15之间较为合理。通过试验修正了仿真参数,试验结果表明:在滑枕运行过程中,液压平衡系统的压力变化在1.0 MPa以内,压力波动系数ε在0.1~0.15之间,其他参数大多都在合理范围内,验证了改进方案的有效性。同时通过试验证明:滑枕安装液压平衡系统后,上下运行过程中驱动电机的电流绝对值减少了60%~90%,说明液压平衡系统能有效降低滑枕运行的能耗。 展开更多

关键词 重型数控立车 闭式液压平衡系统 参数优化

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基于隐Markov模型的重型数控机床健康状态评估 被引量：18

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作者 邓超 孙耀宗 +2 位作者 李嵘 王远航 熊尧 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期552-558,共7页

为了辅助重型数控机床的综合健康状态评估,从性能劣化角度出发,建立基于多性能参数多观测序列的隐Markov健康状态评估模型,改进了以往基于单性能参数的隐Markov模型不能准确描述机床健康状态的问题。针对隐Markov模型的参数初始化难题,... 为了辅助重型数控机床的综合健康状态评估,从性能劣化角度出发,建立基于多性能参数多观测序列的隐Markov健康状态评估模型,改进了以往基于单性能参数的隐Markov模型不能准确描述机床健康状态的问题。针对隐Markov模型的参数初始化难题,通过K-means方法进行参数聚类分析,使初始化参数趋向于全局最优解;由于单性能参数不能完全描述机床状态的隐含信息,提出一种基于多性能参数多观测序列值的隐Markov模型训练算法。通过某重型数控机床滚珠丝杠的健康状态评估实例,获取了滚珠丝杠的健康状态变化趋势,验证了方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 重型数控机床 隐MARKOV模型 健康评估 状态劣化

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国内重型数控机床的现状及发展趋势 被引量：10

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作者 桂林 李升 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期2780-2787,2797,共9页

重型数控机床是能源、交通等行业超重、超大零部件的工作母机,制约着这些行业的发展。结合国内重型数控机床设计与制造的挑战,以数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床CKX5680为例,介绍了重型数控机床的技术突破与创新;介绍了已投... 重型数控机床是能源、交通等行业超重、超大零部件的工作母机,制约着这些行业的发展。结合国内重型数控机床设计与制造的挑战,以数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床CKX5680为例,介绍了重型数控机床的技术突破与创新;介绍了已投入使用的多型国产重型数控机床及其使用中遇到的问题;对重型数控机床的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 重型数控机床 智能 设计 生产

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超重型数控龙门移动镗铣床横梁的有限元分析与结构优化 被引量：8

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作者 杨军 蔡涛 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第5期65-70,共6页

分析了大型龙门机床横梁的研究进展。利用CAD/CAE/CAM Siemens PLM Software NX7.5三维有限元分析软件,针对超重型数控龙门移动镗铣床横梁的特点按实际工况进行刚度等有限元优化分析,从而对横梁结构采取改进优化,最终满足了机床的性能... 分析了大型龙门机床横梁的研究进展。利用CAD/CAE/CAM Siemens PLM Software NX7.5三维有限元分析软件,针对超重型数控龙门移动镗铣床横梁的特点按实际工况进行刚度等有限元优化分析,从而对横梁结构采取改进优化,最终满足了机床的性能要求。 展开更多

关键词 超重型数控龙门镗铣床 横梁 有限元分析 刚度 优化

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加快自主创新能力建设,打造重型机床技术创新平台 被引量：1

5

作者 彭斯林 《航空制造技术》 2009年第16期60-62,共3页

通过长期的技术创新能力建设与技术积累,武重产品技术不断升级,产品结构进一步优化,突出重型、超重型机床关键技术的创新。武重注重产品技术与工艺性能的提升,加强对用户工艺的技术研究,研发制造了一批具有国际先进水平或国际领先水平... 通过长期的技术创新能力建设与技术积累,武重产品技术不断升级,产品结构进一步优化,突出重型、超重型机床关键技术的创新。武重注重产品技术与工艺性能的提升,加强对用户工艺的技术研究,研发制造了一批具有国际先进水平或国际领先水平的高档数控重型、超重型机床产品,尤其是在超重型机床研发制造的关键技术领域取得了重大突破,技术创新成果累累。 展开更多

关键词 机床技术 重型机床 能力建设 自主创新 创新平台 国际领先水平 产品结构 技术创新

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推陈出新 问鼎一流——打造世界一流数控重型机床品牌

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作者 胡建武 《航空制造技术》 2009年第14期66-69,共4页

武汉重型机床集团有限公司(简称"武重")是我国"一五"时期156项重点建设项目之一,目前是我国研发、设计和制造重型、超重型机床的大型骨干企业,以生产重型机床产品规格最大、品种最全而闻名遐迩。武重为国家机床装... 武汉重型机床集团有限公司(简称"武重")是我国"一五"时期156项重点建设项目之一,目前是我国研发、设计和制造重型、超重型机床的大型骨干企业,以生产重型机床产品规格最大、品种最全而闻名遐迩。武重为国家机床装备制造业的发展以及推动重型机床行业技术进步所做出的贡献得到了国家的充分肯定和行业的认同。 展开更多

关键词 重型机床 装备制造业 品牌 数控 世界 重点建设项目 机床行业 骨干企业

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重型卧式车床主轴系统热特性分析 被引量：7

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作者 黄智 许可 +3 位作者 王立平 王正杰 衡凤琴 桂林 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1020-1026,共7页

主轴系统的热特性对重型卧式车床的加工精度有重要的影响。以某型号重型卧式车床的主轴系统为主要研究对象,采用有限元热-固耦合方法,仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形特性,分析了热变形导致主轴中心线偏移情况... 主轴系统的热特性对重型卧式车床的加工精度有重要的影响。以某型号重型卧式车床的主轴系统为主要研究对象,采用有限元热-固耦合方法,仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形特性,分析了热变形导致主轴中心线偏移情况。结合主轴系统静压轴承的结构特点,分析了轴承转速、液压油粘度、油膜间隙和供油压力对主轴系统变形场的影响。结果表明,这些因素对主轴系统的变形场有不同程度的影响,为主轴系统优化设计和热误差补偿提供了理论依据。 展开更多

关键词 变形场 有限元法 重型卧式车床 主轴系统 温度场

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大型风洞双转轴机构精密重载减速器研制及应用

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作者 肖洋轶 张诣 +3 位作者 孙润阳 尹永涛 潘少杰 朱振华 《中国机械工程》 北大核心 2025年第10期2423-2432,2443,共11页

为减小堵塞度,严格控制某大型连续式跨声速风洞双转轴机构装备尺寸,研制出一种用于大负载双转轴机构的小体积、高扭矩、高传动精度的减速单元。通过对比分析渐开线行星、摆线针轮、谐波及蜗轮蜗杆传动等常用精密减速方式,提出了成熟摆... 为减小堵塞度,严格控制某大型连续式跨声速风洞双转轴机构装备尺寸,研制出一种用于大负载双转轴机构的小体积、高扭矩、高传动精度的减速单元。通过对比分析渐开线行星、摆线针轮、谐波及蜗轮蜗杆传动等常用精密减速方式,提出了成熟摆线针轮RV传动与NGW行星传动串联组合的精密重载传动方式。基于ISO 6336、序列二次规划算法、有限元法对行星减速器进行优化设计及关键零部件强度分析,计算行星传动单元的回差与传动误差,对减速器进行了精度理论分析。其中,小齿隙行星传动加工及装配为其关键技术,突破了内齿圈及行星架精密加工、齿轮热处理变形控制与高精磨齿、整机复杂结构装配调整技术。研制专用试验台对该精密重载减速器进行传动性能测试,然后对其进行风洞验证,证明了所研制的减速单元满足某大型连续式跨声速风洞双转轴机构应用要求。 展开更多

关键词 风洞 双转轴 精密 重载 RV减速器 行星传动

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基于可信多尺度二次注意力卷积神经网络的轴承故障识别

9

作者 唐宇恒 张超勇 +2 位作者 张道德 吴剑钊 薛敬宇 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第8期3021-3032,共12页

为提高机械装备的可靠性与安全性,对轴承进行故障识别势在必行。然而当训练样本量缺乏时,现有故障识别模型的精度会大幅下降,同时轴承运行过程中的噪声干扰和负载变动,使其故障识别面临显著困难与挑战。针对上述问题本文提出了一种可信... 为提高机械装备的可靠性与安全性,对轴承进行故障识别势在必行。然而当训练样本量缺乏时,现有故障识别模型的精度会大幅下降,同时轴承运行过程中的噪声干扰和负载变动,使其故障识别面临显著困难与挑战。针对上述问题本文提出了一种可信多尺度二次注意力卷积神经网络模型,该模型在充分考虑特征金字塔的思想上,首先采用适用于轴承振动信号的多尺度宽卷积核,其次在后续特征提取阶段采用小卷积核,并在此阶段引入了包含注意力机制的二次神经元,最后在多尺度特征融合阶段通过将模型的输出转化为狄利克雷分布,再利用DS证据理论进行融合,达到可信分类。实验结果表明该模型具有优异的泛化能力和鲁棒性,在各种样本缺乏时的复杂工况下,其故障识别性能均优于其他对比模型,表现出极具竞争力的故障识别结果。 展开更多

关键词 轴承故障识别 二次注意力卷积 多尺度学习 可信分类

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数控落地铣镗床滑枕变形有限元分析及补偿 被引量：2

10

作者 余剑武 桂林 +2 位作者 李民选 罗嗣春 张汉卫 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期43-47,共5页

TK6920B型大型数控落地镗铣床由于滑枕自质量和主轴箱的重心偏移而导致滑枕变形,从而影响机床的加工精度.针对这一问题,提出使用挠曲线预应力加工法和液压拉杆法对滑枕变形进行补偿,为了减少实验次数和降低成本,本文使用Ansys WB有限元... TK6920B型大型数控落地镗铣床由于滑枕自质量和主轴箱的重心偏移而导致滑枕变形,从而影响机床的加工精度.针对这一问题,提出使用挠曲线预应力加工法和液压拉杆法对滑枕变形进行补偿,为了减少实验次数和降低成本,本文使用Ansys WB有限元软件对滑枕变形分析和变形补偿效果进行预测.对滑枕变形量的仿真分析结果和实验测量结果进行了对比分析,结果表明,滑枕变形量的误差在5μm以下,有限元分析结果是可靠的;补偿后的滑枕最大变形量为20μm左右,说明了补偿方法的补偿效果可以满足实际生产中加工精度的要求. 展开更多

关键词 数控落地铣镗床 滑枕变形 预应力挠曲加工法 液压补偿法 有限元分析

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机床加工过程短期能力评估模型及应用研究 被引量：2

11

作者 黄祖广 关鹏婷 +2 位作者 薛瑞娟 王金江 徐浩莉 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第10期73-78,共6页

随着制造业不断发展,机床的应用十分广泛,由此带来的用户对机床加工的工件质量要求越来越高,国内外机床用户经常要求进行加工过程短期能力评估,而我国目前缺乏验收交付时短期能力的评估程序。针对该问题,采用统计过程控制技术,通过分析... 随着制造业不断发展,机床的应用十分广泛,由此带来的用户对机床加工的工件质量要求越来越高,国内外机床用户经常要求进行加工过程短期能力评估,而我国目前缺乏验收交付时短期能力的评估程序。针对该问题,采用统计过程控制技术,通过分析短期能力评估的要求,提出了一套短期能力评估模型,并运用数控车床加工轴工件的实例来验证该评估模型的有效性,推动了金属切削机床的制造验收技术的发展。 展开更多

关键词 机床 短期能力 评估

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DL250数控重型卧式镗车床的设计 被引量：1

12

作者 何发诚 桂林 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第8期59-61,共3页

设计开发了具有大承重、大切削力、高精度及多功能复合的超重型数控卧式镗车床,并对其结构、性能特点及关键技术作了详细论述。该超重型数控卧式镗车床的研制,解决了超临界核电半速转子等超重型轴类、套类复杂零件的加工难题。可在一台... 设计开发了具有大承重、大切削力、高精度及多功能复合的超重型数控卧式镗车床,并对其结构、性能特点及关键技术作了详细论述。该超重型数控卧式镗车床的研制,解决了超临界核电半速转子等超重型轴类、套类复杂零件的加工难题。可在一台机床上完成超重型轴类、套类复杂零件的所有加工工序,实现高效、高精度加工。 展开更多

关键词 超重型高精度 多功能复合 卧式镗车床

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基于GA-BP神经网络的转子轴承系统轴承等效刚度辨识

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作者 冯科伟 李锋 +2 位作者 鲁志文 周多龙 蒋阳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第5期126-130,共5页

针对转子-轴承系统的力学模型中轴承等效刚度难以确定的问题,提出了基于GA-BP代理模型的转子系统轴承参数辨识的方法。首先,建立转子-轴承系统有限元模型并进行模型的静态和动态验证;其次,搭建试验台进行模态锤击试验,得到其前四阶弯曲... 针对转子-轴承系统的力学模型中轴承等效刚度难以确定的问题,提出了基于GA-BP代理模型的转子系统轴承参数辨识的方法。首先,建立转子-轴承系统有限元模型并进行模型的静态和动态验证;其次,搭建试验台进行模态锤击试验,得到其前四阶弯曲固有频率;最后,基于转子系统仿真模型生成GA-BP神经网络代理模型完成轴承等效刚度的辨识并做误差分析。结果表明,采用该方法可有效的识别轴承的等效刚度,并且GA-BP神经网络的识别效果优于传统的BP神经网络,其最大误差为1.52%,证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 转子-轴承系统 参数识别 模态分析 ANSYS GA-BP神经网络

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遗传算法优化的BP神经网络在地震死亡人数评估中的应用 被引量：21

14

作者 周德红 冯豪 +1 位作者 程乐棋 李文 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2267-2272,共6页

破坏性的地震灾害作为一种突发性自然灾害,往往会在短时间内造成大量的人员伤亡和财产损失。地震发生后若能有效地预测伤亡人数,可以更科学地组织人员救灾与配置救灾物资,对于减少震后的人员伤亡具有一定的指导作用。通过我国往期的地... 破坏性的地震灾害作为一种突发性自然灾害,往往会在短时间内造成大量的人员伤亡和财产损失。地震发生后若能有效地预测伤亡人数,可以更科学地组织人员救灾与配置救灾物资,对于减少震后的人员伤亡具有一定的指导作用。通过我国往期的地震数据信息,分析总结出对人员伤亡数目影响较大的7个因素,分别为地震等级、地震时间、震源深度、震中烈度、抗震设防烈度、震中烈度与抗震设防烈度之差(ΔL)、人口密度。鉴于这7个影响因素与地震时的死亡人数呈非线性关系,选用基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络建立地震死亡人数预测模型。针对BP神经网络的局限性,利用遗传算法全局搜索最优值的特点,对BP神经网络的权值与阀值进行优化,防止BP神经网络陷入局部最优解,并且加快神经网络收敛速度,从而提高BP神经网络的预测精度。从我国1970年至2016年之间发生的地震灾害中,选取32组造成人员伤亡的地震数据,对初始数据进行处理后,利用遗传算法优化的BP神经网络预测模型进行训练并预测。选取27组样本作为训练样本,另外5组样本作为测试样本。预测分析结果表明,遗传算法优化的BP神经网络预测死亡人数与真实死亡人数相比平均误差为9.72%,均方误差为10.41,而BP神经网络的预测死亡人数的平均误差为17.61%,均方误差为18.02,因此GA-BP神经网络结果较为理想,相比传统的BP神经网络具有更高的逼近精度。 展开更多

关键词 安全工程 地震 伤亡人数 遗传算法 BP神经网络

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基于模糊C-均值聚类的轴承性能衰退评估方法 被引量：15

15

作者 吴军 郝刚 +1 位作者 邓超 赵明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1046-1050,共5页

针对轴承性能衰退评估中遇到的性能衰退时间和过程难以确定等问题,提出一种基于模糊C-均值聚类的轴承性能衰退分析与评估方法。研究了数据驱动的性能衰退分析过程。综合应用模糊集理论和聚类分析法,开发了基于模糊C-均值聚类算法的轴承... 针对轴承性能衰退评估中遇到的性能衰退时间和过程难以确定等问题,提出一种基于模糊C-均值聚类的轴承性能衰退分析与评估方法。研究了数据驱动的性能衰退分析过程。综合应用模糊集理论和聚类分析法,开发了基于模糊C-均值聚类算法的轴承性能衰退评估算法,并给出了相应的轴承性能衰退评估流程。以某型滚动轴承为例分析与评估了其性能衰退过程。结果显示,所提方法能够较好地识别轴承性能衰退发生时间和评定轴承性能衰退程度。 展开更多

关键词 聚类算法 性能衰退评估 数据驱动方法 轴承

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离心力对恒流供油扇形静压推力轴承承载力的影响分析 被引量：4

16

作者 王少力 熊万里 +3 位作者 孟曙光 桂林 薛敬宇 符马力 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期716-722,共7页

针对恒流供油扇形静压推力轴承传统设计中,承载力计算未考虑离心力影响的问题,推导了计入离心力影响的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式,并提出了离心力影响因子的概念。探索了基于Gambit软件的扇形静压推力轴承三维建模和... 针对恒流供油扇形静压推力轴承传统设计中,承载力计算未考虑离心力影响的问题,推导了计入离心力影响的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式,并提出了离心力影响因子的概念。探索了基于Gambit软件的扇形静压推力轴承三维建模和网格划分方法,并采用CFD软件FLUENT对扇形静压推力轴承油膜进行了三维流体仿真计算。油膜承载力的仿真结果与解析计算值的误差小于百分之五,验证了该解析计算方法的有效性。基于所推导的解析计算公式,研究了各相关物理量对离心力影响因子的影响规律,得到了对承载力计算时需要考虑离心力影响的各相关物理量数据指标范围,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 恒流供油 静压推力轴承 扇形油垫 静压转台 CFD流体仿真

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基于Bootstrap与SVM集成的可靠性评估方法 被引量：3

17

作者 吴军 邓超 +1 位作者 熊强强 赵明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1058-1063,共6页

针对传统的可靠性评估方法应用于数控装备时遇到的非线性与准确度低等问题,提出一种适用于小子样情况的数控装备可靠性评估新方法。综合采用Bootstrap和支持向量机等方法建立了小子样条件下的可靠性评估模型,给出了可靠性评估全过程的... 针对传统的可靠性评估方法应用于数控装备时遇到的非线性与准确度低等问题,提出一种适用于小子样情况的数控装备可靠性评估新方法。综合采用Bootstrap和支持向量机等方法建立了小子样条件下的可靠性评估模型,给出了可靠性评估全过程的统一建模语言序列图,并进行了实例仿真分析。结果表明,该方法能够较好地解决小子样条件下可靠性评估遇到的非线性和评估准确度低等问题,并能够给出可靠性评估结果的可信性度量。 展开更多

关键词 数控装备 可靠性评估 点估计 置信区间

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改进的EEMD方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：40

18

作者 程军圣 王健 桂林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期51-56,共6页

针对集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法只考虑了噪声的幅值对分解结果的影响,而且添加的白噪声不能完全中和的问题,通过分析噪声的最大频率对分解结果的影响,提出一种改进的EEMD方法。将总体平均次数... 针对集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法只考虑了噪声的幅值对分解结果的影响,而且添加的白噪声不能完全中和的问题,通过分析噪声的最大频率对分解结果的影响,提出一种改进的EEMD方法。将总体平均次数固定为2,然后对信号添加最大频率和幅值不同的噪声进行分解,遍历之后由分解结果的正交性系数判断分解效果,将正交性系数最小的作为最终分解结果,同时结合补充的EEMD(Complementary EEMD,CEEMD)方法降低残余噪声对分解结果的影响。通过仿真信号和实测信号分析,结果表明改进方法在抑制模态混淆和故障诊断方面较原始方法有一定优势。 展开更多

关键词 EEMD 模态混淆 最大噪声频率 故障诊断

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恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算与实验研究 被引量：2

19

作者 王少力 熊万里 +3 位作者 孟曙光 桂林 薛敬宇 符马力 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期828-833,共6页

针对重型液体静压转台的传统设计中,恒流供油扇形静压推力轴承承载力的计算未计入离心力因素,且传统设计使用的简化计算方法缺乏实验验证的问题,推导了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式;设计建立了重型液体... 针对重型液体静压转台的传统设计中,恒流供油扇形静压推力轴承承载力的计算未计入离心力因素,且传统设计使用的简化计算方法缺乏实验验证的问题,推导了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式;设计建立了重型液体静压转台实验系统,并进行了实验研究。实验值与解析计算值的对比分析表明,两者基本吻合,验证了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式有效可行,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 恒流供油 静压推力轴承 重型液体静压转台 实验系统

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基于改进A^(*)算法的煤矿救援机器人路径规划 被引量：38

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作者 张伟民 张月 张辉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期185-193,共9页

煤矿救援机器人在执行救援任务时,在获得任务指令后首先需要获得环境模型,再利用内置算法在该环境模型中规划出一条从当前位置到目标位置的无碰撞路径。为减少救援机器人的移动时间,通常要求该路径为时间最优,而目前使用较多的传统A^(*... 煤矿救援机器人在执行救援任务时,在获得任务指令后首先需要获得环境模型,再利用内置算法在该环境模型中规划出一条从当前位置到目标位置的无碰撞路径。为减少救援机器人的移动时间,通常要求该路径为时间最优,而目前使用较多的传统A^(*)算法在栅格地图环境下规划的路径存在路径冗余点多、路径转折角度大等问题,导致该路径对于可沿任意方向灵活移动的救援机器人来说是“非最优”的。为解决这一问题,在传统A^(*)算法的基础上提出一种改进A^(*)算法。首先,该算法在传统A^(*)算法的基础上增加当前扩展节点的邻接点数量,以快速搜索获得初始路径;其次,通过设置距离阈值并重连路径点,去除初始路径的冗余点;根据步长分割路径获得间距更小的路径点集合,并再次去除冗余点;最后,为进一步对所得路径的转角进行平滑处理,采用5次B样条曲线进行拟合,最终得到路径点更少、路径代价更小、累计转折角度更小的优化路径。在5种不同尺寸、障碍物覆盖率为20%的栅格地图环境中利用MATLAB对上述改进A^(*)算法进行仿真实验,并将改进A^(*)算法的仿真结果与传统A^(*)算法的仿真结果进行对比。结果表明:相对于传统A^(*)算法,改进A^(*)算法通过扩展邻接点、去除路径冗余点及路径平滑等操作,有效改善了传统A^(*)算法的路径冗余点多和路径转折角度大等问题;此外,改进A^(*)算法还能在一定程度上减少生成初始路径时的扩展节点数量,降低系统内存占用。 展开更多

关键词 A^(*)算法 煤矿救援机器人 路径规划 路径平滑 5次B样条曲线

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