[发明专利]一种移动焊接机器人运行方案的综合评价方法

说明书

本发明涉及一种移动焊接机器人运行方案的综合评价方法，包括以下步骤：在焊缝跟踪实验中采集二级评价指标的值，筛选出满足焊缝跟踪误差的运行方案；将所有二级评价指标按照不同评价角度分组为多个一级评价指标，根据二级评价指标的信息熵计算得到每个运行方案在该一级评价指标下的评分；对所有运行方案的全部一级评价指标评分进行核主成分分析，求出所有运行方案的综合评价得分，得到综合评价最优的运行方案。与现有技术相比，本发明通过对焊接机器人系统的综合评价，确定机器人系统在焊缝跟踪过程中的运行参数，从而在保证跟踪精度及稳定性的前提下，优化混合动力系统的能量分配，改善焊接机器人运动性能，提高混合动力系统的持续供电时间。

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，尤其是涉及一种移动焊接机器人运行方案的综合评价方法。

背景技术

焊接是工业机器人最重要的应用领域之一。随着现代技术的发展，越来越多的工程需要实现自动化焊接。目前，电缆供电的移动焊接机器人的工作范围和应用领域受到电缆供电方式的限制。以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为主、锂电池为辅助能源组成混合动力系统，这种供电方式既延续了燃料电池清洁环保、比能高、无需充电的优点，又保留了锂电池响应快的特点。将此混合动力系统应用于移动焊接机器人系统可以提高机器人运动的灵活性，并开阔了工作范围。

以燃料电池混合动力系统驱动的移动焊接机器人系统是一个多能源、非线性、大滞后系统。多能源动力系统的控制准则是：机器人启停、加减速时间短、稳定性好、控制精度高、消耗的能量最少。而PEMFC的工作过程涉及流体流动、传质、传热和电化学动态过程，系统具有机理复杂、动态耦合强、滞后等特点。同样，轮式移动焊接机器人系统是一个多输入多输出、强耦合的非线性系统。因此整个机器人系统运行参数繁多，而这些参数对跟踪精度、系统的运动性能和混合动力系统的供电性能的影响不同，因此有必要对这些参数进行综合评价研究，以此提炼出能够保证系统优化运行的参数，从而提高系统的控制性能和运行特性，并优化混合动力系统的供电性能。目前对机器人的研究集中在运动学和动力学及解耦控制方面，对机器人的系统性能评价研究较少。因此，研究一种有效的综合评价方法对提高混合动力驱动的移动焊接机器人系统性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种移动焊接机器人运行方案的综合评价方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种移动焊接机器人运行方案的综合评价方法，包括以下步骤：

S1、采用不同运行方案进行焊缝跟踪实验，选择并采集多个二级评价指标值，筛选出满足焊缝跟踪误差的运行方案；

S2、将所有二级评价指标按照不同评价角度分组为多个一级评价指标，根据二级评价指标的信息熵计算得到其在所属一级评价指标中的权重，将同一个一级评价指标的二级评价指标加权后相加，得到每个运行方案在该一级评价指标下的评分；

S3、对所有运行方案的全部一级评价指标评分进行核主成分分析，根据运行方案的主成分得分得到该运行方案的综合评价得分，综合评价得分更高的运行方案更好。

优选的，所述焊缝跟踪误差为0.1～0.3mm。

优选的，所述步骤S2中二级评价指标的信息熵为：

其中，C_j表示第j个二级评价指标的信息熵，i表示第i个运行方案，n表示运行方案的总数，m表示二级评价指标的种类数，r_ij表示第i个运行方案的第j个二级评价指标的实验数据的标准化值，h＝1/ln n；

二级评价指标在一级评价指标中的权重为：

D_j表示第j个二级评价指标在其所属的一级评价指标中的权重。