杨吉祥

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杨吉祥教授

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个人简介

       杨吉祥（Yang Jixiang，Professor），教授、博士生导师，获批国家优秀青年基金（2021年）、国家重点研发计划“智能机器人”重点专项青年科学家项目、湖北省杰出青年基金、熊有伦智湖优秀青年学者奖，入选湖北省高层次人才计划。曾获上银优秀机械博士论文佳作奖、湖北省优秀博士论文奖、全国优秀教材一等奖、机械工业科学技术特等奖等。
       华中科技大学与加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）联合培养博士，并分别在华中科技大学和UBC从事博士后研究。目前在华中科技大学机械学院智能制造装备与技术全国重点实验室开展教学与科研工作。承担《机器人学》、《机器人操作》等本科和研究生教学任务，获华中科技大学教学竞赛二等奖。获评华中科技大学“校优秀教师班主任”、 华中科技大学机械学院“我最喜爱的教师班主任”。
       主要研究方向为机器人和数控智能加工技术与装备，围绕复杂曲面零件多轴数控智能铣削加工、机器人测量-铣削-磨抛加工的轮廓精度和表面质量控制开展研究。近年来主持国家自然科学基金、国家重点研发计划青年科学家项目及重点研发课题、航发技术委托攻关项目、装备预研航天科工联合基金等20余项课题，研究成果应用于航发机匣机器人化测量-铣削-磨抛加工、整体叶盘的机器人力控柔顺磨抛，多联体叶片的机器人等离子喷涂等。以第一或通讯作者发表SCI论文40余篇，其中Q1区论文26篇，15篇发表在机器人和智能制造领域高影响力期刊Robot. & Comp.-Int. Manuf.（IF=10.4）和Int. J. Mach. Tools Manuf.（IF=14）。申请/授权发明专利38项，登记软件著作权7项。担任SCI期刊Adv. Mech. Eng. 编委, EI期刊Nanomanuf. & Metro.青年编委。

研究方向

机器人和数控智能加工技术与装备
欢迎机械、控制、材料物理方向的同学保送硕士/直博研究生，或报考硕士/博士研究生；欢迎多学科背景的博士后加入课题组共同成长。

开设课程

本科生课程：《机器人学》
研究生课程：《机器人操作》（英文）

科研项目

主持的科研项目： 
[1] 国家优秀青年基金：高性能数控加工技术与装备。
[2] 国家重点研发计划青年科学家项目：机器人刚柔耦合动力学建模与高精度辨识。
[3] 湖北省杰出青年基金：复杂曲面零件机器人化精准磨抛的力位协同优化与控制。
[4] 国家自然科学基金面上项目：面向航空发动机整体铸造机匣形位精度保障的机器人刚柔匹配力控磨抛方法研究。
[5] 国家重点研发计划课题：复杂产品加工过程的多物理全要素数字孪生系统建模。
[6] 华中科技大学交叉研究支持计划：大型复杂曲面零件机器人化铣削加工的数字孪生建模与精度调控方法研究。
[7] 行业委托技术攻关项目：复杂曲面专用全自动自由磨抛光整设备。
[8] 行业委托技术攻关项目：复杂曲面自动化抛光及检测设备。
[9] 行业委托技术攻关项目：发动机轮盘高效抛磨光整技术研究。
[10] 行业委托技术攻关项目：整体叶盘的机器人柔性力控磨抛技术开发。
[11] 装备预研航天科工联合基金项目：涡轮泵叶轮的机器人智能磨抛技术研究。
[12] 行业委托技术攻关项目：复杂曲面零件的机器人自动化铣削磨抛工艺研究。
[13] 行业委托技术攻关项目：复杂曲面零件的机器人自动化喷涂的离线编程研究与软件开发。
[14] 行业委托技术攻关项目：多轴联动高性能装备的轨迹优化及轮廓误差控制研究。
[15] 行业委托技术攻关项目：复杂零件的机器人智能冲洗技术研究。
[16] 航空发动机高性能制造工信部重点实验室开放课题：复杂曲面类铸造零件的机器人化加工数字孪生模型研究。
[17] 行业委托技术攻关项目：五轴机床刀具路径光顺技术。
[18] 华中科技大学自主创新基金：复杂曲面零件机器人智能磨抛装备开发研究。
[19] 国家自然科学基金青年项目：考虑几何、控制及工艺耦合集成的五轴数控加工轮廓误差控制理论研究。
[20] 中国博士后科学基金面上项目：基于旋量理论的五轴数控机床几何误差辨识与补偿研究。

论文专著与专利

代表性论文（*表示通讯作者）：
[1] Xing Dai, Qi Qi, Jixiang Yang*, Han Ding, A trochoidal toolpath planning method for 5-Axis milling of blisks with equal radial cutting depth, Journal of Manufacturing Processes, 2024, 123: 128-141.

[2] Chang Ni, Jixiang Yang*, Han Ding, Unsupervised domain adversarial adaptive regression network for cutting force prediction at varying spindle speeds, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2024, Accepted.

[3] Jixiang Yang*, Qi Qi, Ablikemu Adli, Han Ding, An analytical tool path smoothing algorithm for robotic machining with the consideration of redundant kinematics, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2024, 89, 102768.

[4] Chengxing Wu, Qi Qi, Baijin Chen, Jixiang Yang*, Han Ding, Adaptive sampling for digitization of corrugated plate using a laser displacement sensor, SCIENCE CHINA-Technological Sciences, 2024, , 67, 1510-1523.

[5] Dingwei Li, Jixiang Yang*, Jixiang Yang, Process optimization of robotic grinding to guarantee material removal accuracy and surface quality simultaneously, Journal of Manufacturing Science and Engineering – Transactions of the ASME, 2024, 146(5), 051005

[6] Hongwei Sun, Jixiang Yang*, Han Ding, A novel tool path smoothing algorithm of 6R manipulator considering pose-dependent dynamics by designing asymmetrical FIR filters, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2024, 86: 102681

[7] Haiqing Chen, Jixiang Yang*, Han Ding, Robotic compliant grinding of curved parts based on a designed active force-controlled end-effector with optimized series elastic component, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2024, 86: 102646

[8] Congcong Ye, Jixiang Yang*, Zekai Murat Kilic, Ding Chen, Han Ding, Experimental modal transferring of industrial robot with data augmentation through domain adaptation and transfer boosting, Mechanical Systems and Signal Processing, 2023, 200: 110547

[9] Jixiang Yang*, Haiqing Chen, Ruibin Qi, Han Ding, Yuehong Yin, A novel approach to robotic grinding guaranteeing profile accuracy using rigid-flexible coupling force control for free-formed surfaces, CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2023, 72(1), 313-316

[10] Jixiang Yang*, Ablikemu Adli, Han Ding, Real time tool path smoothing of short linear commands for robot manipulator by constructing asymmetrical Pythagoran-hodograph (PH) splines, SCIENCE CHINA-Technological Sciences, 2023, 66: 674–688

[11] Shizhong Tan, Jixiang Yang*, Han Ding, A prediction and compensation method of robot tracking error considering pose-dependent load decomposition, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2023, 80: 102476

[12] Congcong Ye, Jixiang Yang*, Han Ding, High-Accuracy Prediction and Compensation of Industrial Robot Stiffness Deformation, International Journal of Mechanical Sciences, 2022, 223: 107638

[13] Dingwei Li, Jixiang Yang*, Huan Zhao, Han Ding, Contact force plan and control of robotic grinding towards ensuring contour accuracy of curved surfaces, International Journal of Mechanical Sciences, 2022, 227: 107449. (SCI, IF: 6.772)

[14] Congcong Ye, Jixiang Yang*, Han Ding, Bagging for Gaussian Mixture Regression in Robot Learning from Demonstration, Journal of Intelligent Manufacturing, 2022, 3 (33), 867-879

[15] Junzhe Lin, Congcong Ye, Jixiang Yang*, Huan Zhao, Han Ding, Ming Luo, Contour error-based optimization of the end-effector pose of a 6 degree-of-freedom serial robot in milling operation, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2022, 73: 102257

[16] Congcong Ye, Jixiang Yang*, Huan Zhao, Han Ding, Task-dependent workpiece placement optimization for minimizing contour errors induced by the low posture-dependent stiffness of robotic milling, International Journal of Mechanical Sciences, 2021, 205: 106601

[17] Hongwei Sun, Jixiang Yang*, Dingwei Li, Han Ding, An on-line tool path smoothing algorithm for 6R robot manipulator with geometric and dynamic constraints, SCIENCE CHINA-Technological Sciences, 2021, 64: 1907–1919

[18] Yuanming Wang, Jixiang Yang*, Dingwei Li, Han Ding, Tool path generation with global interference avoidance for the robotic polishing of blisks, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021, 117: 1223–1232

[19] Jixiang Yang*, Dingwei Li, Congcong Ye, Han Ding, An analytical C3 continuous tool path corner smoothing algorithm for 6R robot manipulator, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2020, 64: pp. 101947

[20] Jixiang Yang*, Pengwei Rao, Bing Chen, Han Ding, Wu Ai, Form error on-line estimation and compensation for non-circular turning process, International Journal of Mechanical Sciences, 2020, 184: pp. 105847

[21] Qin Hu, Youping Chen, Xiaoliang Jin, Jixiang Yang*, A Real-Time C3 Continuous Tool Path Smoothing and Interpolation Algorithm for Five-Axis Machine Tools, Journal of Manufacturing Science and Engineering – Transactions of the ASME, 2020, 142(4): pp. 041002

[22] Qin Hu, Youping Chen, Jixiang Yang*, On-line contour error estimation and control for corner smoothed five-axis tool paths, International Journal of Mechanical Sciences, 2020; 171: pp. 105377

[23] Qin Hu, Youping Chen, Xiaoliang Jin, Jixiang Yang*, A real-time C3 continuous local corner smoothing and interpolation algorithm for CNC machine tools. Journal of Manufacturing Science and Engineering – Transactions of the ASME, 2019; 141(4): pp. 041004

[24] Jixiang Yang*, Deniz Aslan, Yusuf Altintas, A feedrate scheduling algorithm to constrain tool tip position and tool orientation errors of five-axis CNC machining under cutting load disturbances, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 2018; 23: pp. 78-90

[25] Jixiang Yang*, Wu Ai, Yaxiong Liu, Bing Chen, Kinematics model and trajectory interpolation algorithm for CNC turning of non-circular profiles, Precision Engineering, 2018; 54: 212-221

[26] Ming Yang, Jixiang Yang* and Han Ding, A high accuracy on-line estimation algorithm of five-axis contouring errors based on three-point arc approximation, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2018; 130-131: pp. 73-84

[27] Qin Hu, Youping Chen, Jixiang Yang*, Dailin Zhang, An analytical C3 continuous local corner smoothing algorithm for four-axis CNC machine tools. Journal of Manufacturing Science and Engineering – Transactions of the ASME, 2018; 140(5): pp. 051004

[28] Jixiang Yang*, Deniz Aslan, Yusuf Altintas, Identification of workpiece location on rotary tables to minimize tracking errors in five-axes machining, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2018; 125: pp. 89-98

[29] Ming Yang, Jixiang Yang*, Han Ding, A two-stage friction model and its application in tracking error pre-compensation of CNC machine tools. Precision Engineering, 2018; 51: pp. 426-436

[30] Jixiang Yang*, Alexander Yuen, An analytical local corner smoothing algorithm for five-axis CNC machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2017; 123: pp. 22-35

[31] Yu Qiao, Youping Chen, Jixiang Yang*, Bing Chen, A five-axis geometric errors calibration model based on the common perpendicular line (CPL) transformation using the product of exponentials (POE) formula. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2017; 118-119: pp. 49-60

[32] Jixiang Yang, Tao Huang, Ming Yang, Han Ding, Haitao Zhang*, Generalized cutting loads decomposition model of five-axis serial machine tools based on the screw theory. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017; 91(1): pp. 399-410

[33] Jixiang Yang, Haitao Zhang*, Han Ding, Contouring error control of the tool center point function for five-axis machine tools based on model predictive control. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 88(9): 2909-2919

[34] Jixiang Yang*, Han Ding, A new position independent geometric errors identification model of five-axis serial machine tools based on differential motion matrices. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2016; 104: pp. 68-77

[35] Jixiang Yang*, Han Ding, Huan Zhao, Sijie Yan, A generalized on-line estimation algorithm of multi-axis contouring errors for CNC machine tools with rotary axes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016; 84(5): pp. 1239-1251

[36] Jixiang Yang, Youping Chen, Yuanhao Chen, Dailin Zhang*, A tool path generation and contour error estimation method for four-axis welding machines. Mechatronics, 2015; 31: pp. 78-88

[37] Dailin Zhang, Jixiang Yang*, Yuanhao Chen Youping Chen, A two-layered cross coupling control scheme for a three-dimensional motion control system. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2015; 98: pp. 12-20

[38] Jixiang Yang*, J.R.R. Mayer, Yusuf Altintas, A position independent geometric errors identification and correction method for five-axis serial machines based on screw theory. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2015; 95: pp. 52-66

[39] Jixiang Yang, Yusuf Altintas*, A generalized on-line estimation and control of five-axis contouring errors of CNC machine tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2015; 88: pp. 9-23

[40] Jixiang Yang, Yusuf Altintas*, Generalized kinematics of five-axis serial machines with non-singular tool path generation. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013; 75: pp. 119-132 

[41] 漆琪，刘礼祥，杨吉祥*，丁汉，面向多联体叶片的机器人喷涂无干涉路径规划，机械工程学报，2024，60(1): 210-219.

[42] 张瑾贤，吴晓峰，叶才铭，杨吉祥*，丁汉，一种基于点云场景分割与改进配准算法的物体位姿估计方法，机械工程学报，2023, 59(22): 176-185

[43] 漆琪，杨吉祥*，丁汉，面向航空发动机复杂机匣深腔测量的机器人位姿优化及关节路径平滑方法，机械工程学报，2023, 59 (15): 17-27.

[44] 管寅昕，杨吉祥*，丁汉，考虑控制电信号中间量的机床运动控制误差数据驱动建模方法，机械工程学报，2022, 58 (23): 178-187

参与编撰著作：
熊有伦、李文龙、陈文斌、杨华、丁烨、赵欢、李益群, 杨吉祥. 《机器人学：建模、控制与视觉》. 华中科技大学出版社. 2020.

申请/授权发明专利：
[1] 杨吉祥，寻天柱，丁汉，用于机器人磨抛力控制的动态摩擦建模与补偿方法及系统，发明专利，已授权，专利号：ZL2024103986995
[2] 杨吉祥，汤旭，丁汉，一种机器人末端电磁式变刚度柔顺力控末端执行器，发明专利，已授权，专利号：ZL2024100609691
[3] 杨吉祥，汤旭，丁汉，一种柔顺末端力控执行器振动抑制方法、系统及设备，发明专利，已授权，专利号：ZL2024100494289
[4] 杨吉祥，陈海清，齐睿彬，丁汉，机器人磨抛力-位-速度协同工艺规划方法、系统及终端，发明专利，已授权，专利号：ZL202210784778.0
[5] 杨吉祥，孙鸿威，丁汉，基于非对称FIR滤波器的刀具位姿轨迹插补与光顺方法，发明专利，已授权，专利号：202211308131.7
[6] 杨吉祥，陈海清，王恭硕，丁汉，考虑砂带磨损对磨抛材料去除率影响的接触力补偿方法，发明专利，已授权，专利号：202210600253.7
[7] 杨吉祥，漆琪，曾庆双，郭皓邦，丁汉，机器人测量的位姿优化以及运动光顺计算方法、系统及应用，发明专利，已授权，专利号：ZL202210010648.1
[8] 杨吉祥，谭世忠，丁汉，机器人重力位姿分解的关节误差离线补偿方法、系统及终端，发明专利，已授权，专利号：202111544653.2
[9] 杨吉祥，王圆明，李鼎威，丁汉，机器人磨抛加工整体叶盘的工件装夹位姿优化方法和系统，发明专利，已授权，专利号：ZL202110508676.1
[10] 杨吉祥，齐睿彬，吴晓峰，叶才铭，张瑾贤，王恭硕，丁汉，一种视觉识别多类型机匣自动化装夹装置及其控制方法，发明专利，已授权，专利号：202210009464.3
[11] 杨吉祥，阿布力克木·阿地力，丁汉，一种可在线插补的机器人小线段轨迹局部光顺方法及系统，发明专利，已授权，专利号：202111481884.3
[12] 杨吉祥，管寅昕，丁汉，数据驱动的机床进给伺服系统机器学习建模方法及系统，发明专利，已授权，专利号：ZL 202111562218.2
[13] 杨吉祥，齐睿彬，陈海清，丁汉，一种基于串联弹性执行器的单自由度力控磨头装置，发明专利，已授权，专利号：ZL 202210155877.2
[14] 杨吉祥，林俊哲，丁汉，一种基于线激光测量仪的机器人末端工具偏置标定方法，发明专利，已授权，专利号：ZL202110690712.0
[15] 杨吉祥，张瑾贤，丁汉，一种基于点激光位移传感器的加工余量测量方法和系统，已授权，专利号：ZL202110078895.0。
[16] 杨吉祥，李鼎威，叶葱葱，丁汉，测量-铣削-去毛刺-磨抛一体化的机匣加工装置及方法，发明专利，已授权：ZL 202110735692.4。
[17] 杨吉祥，孙鸿威，丁汉，一种机器人关节加速度规划方法和系统，发明专利，已授权，专利号：ZL 202110766074.6
[18] 杨吉祥，李鼎威，丁汉，一种三自由度磨抛装置及其力位耦合控制方法。发明专利，已授权，专利号：ZL202010544425.4
[19] 杨吉祥，林俊哲，叶葱葱，丁汉，一种机器人铣削加工中考虑轮廓误差最小的机器人姿态优化计算方法。发明专利，已授权，专利号：ZL 202010762883.5。
[20] 杨吉祥，王圆明，李鼎威，丁汉，一种机器人磨抛加工整体叶盘的无干涉刀具轨迹生成方法。发明专利，已授权，专利号：ZL 202010582744.4。
[21] 杨吉祥，叶葱葱，丁汉，林俊哲，一种基于轮廓误差的工件最优安装位置的获取方法。发明专利，已授权。专利号：ZL 201911355904.5。
[22] 杨吉祥，李鼎威，陈霖，谭超，赵欢，丁汉，一种磨抛接触力实时规划方法及系统。发明专利，已授权。专利号：ZL 201910892901.9。
[23] 杨吉祥，倪昌，丁汉，一种考虑位姿依赖动态特性的机器人铣削切削力监测方法，发明专利，申请号：ZL202410588786.7
[24] 杨吉祥，汤旭，丁汉，一种平板式音圈电磁式力控执行器设计与优化方法及系统，发明专利，申请号：ZL202410430888.6
[25] 杨吉祥，漆琪，阿布力克木·阿地力，丁汉，一种考虑机器人冗余特性的全局路径光顺方法及系统，发明专利，申请号：ZL2024103383964
[26] 杨吉祥，孙鸿威，丁汉，一种针对叶缘打磨的包络式砂带打磨工具，发明专利，申请号：ZL202410100217.3
[27] 杨吉祥，谭世忠，丁汉，机器人球头刀铣削加工中的刀轴方向与冗余角优化方法，发明专利，申请号：ZL2024100545346
[28] 杨吉祥，彭沛阳，伍乘星，丁汉，基于非刚性配准的机器人去毛刺加工路径校正方法及设备，发明专利，申请号：ZL202311230999.4
[29] 杨吉祥，倪昌，丁汉，一种基于无监督域对抗算法的切削力监测方法及设备，发明专利，申请号：ZL2023110879527
[30] 杨吉祥，倪昌，丁汉，一种铣削加工切削力监测方法、系统及电子设备，发明专利，申请号：ZL202311406403.1
[31] 杨吉祥，李智洋，王立成，丁汉，机器人磨削轮廓误差补偿方法、系统及磨削机器人，发明专利，申请号：2023104709533
[32] 杨吉祥，陈海清，王立成，丁汉，一种复杂曲面零件柔顺磨抛串联弹性执行器刚度优化方法，发明专利，申请号：2023101611459
[33] 杨吉祥，张瑾贤，丁汉，一种复杂机匣腔体点云分割方法、装置及设备，发明专利，申请号：2023100668093
[34] 杨吉祥，李智洋，丁汉，一种双机器人协作喷涂时的最优初始加工位姿确定方法，发明专利，申请号：2023100898339
[35] 杨吉祥，涂梦倩，丁汉，一种整体叶盘磨抛加工无干涉区域生成方法，发明专利，申请号：ZL202211645621.6
[36] 杨吉祥，漆琪，丁汉，一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统，发明专利，申请号：ZL202211564837.X
[37] 杨吉祥，张瑾贤，丁汉，改进加工余量获取方法、系统、设备、存储介质及应用，发明专利，申请号：ZL202210905993.1
[38] 杨吉祥，张瑾贤，吴晓峰，叶才铭，丁汉，位姿估计方法、位姿估计系统、终端、存储介质及应用，发明专利，申请号：202210189283.3

登记的软件著作权：
[1] 航空发动机叶片机器人磨抛工艺编程软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，欧阳凡，李智洋，丁汉，登记号：2024SR0238912
[2] 机器人“测量-加工”系统几何误差及手眼标定软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，曹译文，漆琪，张瑾贤，丁汉，登记号：2023SR0526071
[3] 工业机器人路径样条光顺与加减速优化软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，阿布力克木·阿地力，丁汉，登记号，2023SR0526072
[4] 复杂曲面零件机器人喷涂离线编程软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，漆琪，丁汉，登记号，2022SR1504200
[5] 整体叶盘机器人磨抛的离线编程软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，欧阳凡，李鼎威，王圆明，丁汉，登记号：2022SR0982392
[6] 复杂曲面零件点云处理与余量分析软件 V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，张瑾贤，丁汉，登记号：2022SR0670380
[7] 复杂产品加工过程的多物理全要素数字孪生系统软件V1.0，华中科技大学，设计人：杨吉祥，孙鸿威，丁汉，谭世忠，管寅昕，倪昌，阿布力克木·阿地力，叶葱葱，羊诚，登记号：2022SR0467658

荣誉获奖

[1] 国家优秀青年基金
[2] 湖北省杰出青年基金
[3] 熊有伦智湖青年学者奖
[4] 湖北省高层次人才
[5] 华中科技大学优秀教师班主任
[6] 华中科技大学机械学院我最喜爱的教师班主任
[7] 湖北省优秀博士学位论文奖
[8] 上银优秀博士学位论文佳作奖
[9] 华中科技大学教学竞赛二等奖
[10] 2021度全国优秀教材一等奖, “《机器人学：建模、控制与视觉》（第2版） 华中科技大学出版社”，获奖人：熊有伦, 李文龙, 陈文斌, 杨华, 丁烨, 赵欢, 李益群, 杨吉祥.
[11] 2022年度机械工业科学技术特等奖，大型复杂曲面机器人加工关键技术及应用，排名：13/30。

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