基于NSGA-Ⅱ的智能化电铲多目标最优挖掘轨迹规划

为实现智能化电铲实时节能的挖掘，提出了一种基于非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-Ⅱ)的智能化电铲多目标最优挖掘轨迹规划方法。首先，通过拉格朗日方程建立智能化电铲工作装置动力学模型；然后，使用高次多项式对挖掘轨迹进行插值，将挖掘轨迹寻优问题转化为多项式系数寻优问题，最后，以挖掘时间最短及单位体积物料的挖掘能耗最小作为优化目标，以电机性能与挖掘过程中几何条件等作为约束，利用多目标优化平台PlatEMO,将NSGA-Ⅱ作为多目标优化算法，指定待优化问题的目标函数及约束函数，获取到多目标优化Pareto最优解集，基于决策偏好设置权重并根据TOPSIS法获取最优解，得到多目标最优挖掘轨迹规划结果。结果表明，优化后挖掘轨迹满足实时节能的挖掘要求。