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(上海电力学院 自动化工程学院，上海 200090)

0　前言

随着现代工业技术的飞速发展，越来越多的机器人应用于焊接过程中，特别是自主移动焊接机器人[1]。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)具有响应快、启动快、稳定性好以及清洁环保的优点。而蓄电池可以实现系统能量的回收，并提高系统的动态响应。因此基于PEMFC和蓄电池组成的混合动力系统在自主移动焊接机器人系统中具有良好的应用前景[2-3]。

移动焊接机器人的主要任务是完成对焊缝的稳定和精确跟踪其工作过程可分为两个部分：混合动力系统驱动过程和焊缝跟踪过程。混合动力系统驱动过程是一个复杂的化学过程，涉及到流体流动、传热和电化学过程。这些使系统具有复杂的机理、动态耦合性强、滞后性大等特点。所以，系统需要能量管理策略来控制能量分配[4-5]。

焊缝跟踪过程是一个复杂的物理过程，涉及运动学、动力学和图像处理。此外，随着工业设备的完善，对焊缝跟踪精度要求也日益增高，因此有必要设计一种先进的实时焊缝跟踪技术。目前，对机器人的研究主要集中在运行过程的跟踪控制上[6-7]，而对于机器人系统的综合评价却仍有欠缺。而且，这些对机器人系统的评价研究主要集中在对个体指标性能的评价上，而不是对系统综合性能的评价。然而提高移动焊接机器人性能及智能控制水平的关键在于对机器人系统性能不断优化，而其核心问题是对其性能进行合理的评价及良好的控制。……