一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法技术

本发明专利技术属于智能制造相关技术领域，并公开了一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法。该方法包括下列步骤：S1构建与该待优化机器人物理系统相对应的虚拟系统；调整虚拟系统中机电模型中的参数，使得虚拟系统的行为与物理系统的行为一致；分别选取分数阶和整数阶控制器作为虚拟系统中的控制器，采用时域算法分别对分数阶和整数阶控制器进行优化；S2分别将分数阶控制器和整数阶控制器的虚拟系统中的参数传递至所述物理系统中，分别进行阶跃响应实验测试，比较二者的实验测试数据，选取较优的实验测试数据对应的控制器参数作为最终所述物理系统对应的参数。通过本发明专利技术，解决物理系统的实时三维可视化监控以及优化问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法


[0001]本专利技术属于智能制造相关
，更具体地，涉及一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法。

技术介绍

[0002]随着云计算、物联网、大数据、移动互联网、人工智能等新信息技术的发展和应用，各国提出了不同的制造战略，如工业互联网、工业4.0、中国制造2025等，其共通点是都指向智能制造。智能制造不仅需要高质量标准，还需要增强稳健性和自主性，以实现生产目标。与智能制造相比，传统工业领域的创新周期要长得多，因为大部分工作都与物理系统有关，而数字虚拟系统大部分时间只起辅助作用。因此，关键挑战之一是连接物理系统和虚拟系统，实现两个系统之间的交互作用。为了实现这一转变，迫切需要一种连接物理系统和虚拟系统的通用技术，即数字孪生。
[0003]PID控制是工业系统中应用最广泛的控制方法。然而，随着科学和工业的发展，各种控制过程提高了对控制系统的性能要求，并且仅使用传统的PID控制器很难实现所提出的控制要求。分数阶控制器作为整数阶控制器的一般形式被广泛研究。与传统的整数阶PID控制器相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S1对于待优化的机器人，构建与该待优化机器人物理系统相对应的虚拟系统；调整所述虚拟系统中机电模型中的参数，使得所述虚拟系统的行为与物理系统的行为一致；分别选取分数阶和整数阶控制器作为虚拟系统中的控制器，采用时域算法分别对分数阶和整数阶控制器进行优化；S2分别将分数阶控制器和整数阶控制器的虚拟系统中的参数传递至所述物理系统中，所述物理系统接收两种控制器对应的虚拟系统传递的参数，并分别进行阶跃响应实验测试，比较二者的实验测试数据，选取较优的实验测试数据对应的控制器参数作为最终所述物理系统对应的参数。2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法，其特征在于，在步骤S1中，所述构建与该待优化机器人物理系统相对应的虚拟系统包括两个步骤：S11获取待优化机器人的模型、物理系统的位置、几何尺寸、材料和机器人各轴之间的从属关系，并将其导入虚拟场景中；S12构建所述虚拟系统的机械与电磁模型。3.如权利要求2所述的一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法，其特征在于，在步骤S12中，所述机械与电磁模型按照下列关系式进行：在于，在步骤S12中，所述机械与电磁模型按照下列关系式进行：其中，u
q
为电枢电压，C
e
为后电动系数，n为电机转速，R为电枢电阻，i
q
为电枢电流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗映，刘璇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：