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《工業(yè)機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃及軌跡控制的理論與實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃與軌跡控制問題是指以時間最短作為性能指標(biāo)來優(yōu)化機器人的運動軌跡，使機器人手部在兩點之間或沿著規(guī)定軌跡運動的時間最短，進行這項研究的目的和實際意義在于提高機器人的工作效率。)/在本文中，作者首先總結(jié)了國內(nèi)外有關(guān)機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃與軌跡控制方面的研究成果，在此基礎(chǔ)上，采用二階多項式加三角余弦形式的樣條函數(shù)重新構(gòu)造機器人的關(guān)節(jié)軌跡，創(chuàng)造性地提出了一種新的且有效的機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃及軌跡控制方法，并成功地應(yīng)用由Nelde:和Mead兩人創(chuàng)立的柔性多面體最優(yōu)搜索算法(復(fù)合形法)確定出了機器人運動的最優(yōu)時間間隔序列，使規(guī)劃出的
2、關(guān)節(jié)軌跡在非線性的運動學(xué)約束條件下，不僅可以保證關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度連續(xù)，而且還能保證關(guān)節(jié)運動的二階加速度(jerk)連續(xù)，并且在這些運動學(xué)約束條件下可使機器人手部沿給定軌跡運動的時間最短。計算機動態(tài)圖形仿真的結(jié)果以及在國防科技大學(xué)軍用智能機器人實驗室所做的機器人實驗都已證實，該方法是切實可行和有效的。本文包括以下一些內(nèi)容:第一章主要介紹一般工業(yè)機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外關(guān)于機器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃與軌跡控制的研究成果以及本課題的研究目的與意義。第二章重點介紹用二階多項式加三角余弦表示的機器人關(guān)節(jié)軌跡的構(gòu)造方法以及關(guān)節(jié)約束方程的推導(dǎo)。第三章詳細介
3、紹由Nelder和Mead兩人創(chuàng)立的柔性多面體最優(yōu)搜索算法(復(fù)合形法)的基本原理以及利用該搜索算法求解機器人運動的最優(yōu)時間間隔序列的程序結(jié)構(gòu)與編程方法。第四章主要介紹計算機仿真。在這一章中，我們以PUAM560機器人的點位運動為例，利用前面建立的最優(yōu)化方法對其進行時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，并利用計算機動態(tài)圖形仿真技術(shù)對軌跡規(guī)劃的結(jié)果進行了驗證，然后采用MATLAB語言編程繪出了機器人各關(guān)節(jié)運動的位移曲線、速度曲線、加速度曲線以及二階加速度曲線。第五章全面分析了國防科技大學(xué)軍用智能機器人實驗室的PUAL4560機器人的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，并以之為研究對象擬定可行
4、的實驗方案，進行了機器人實驗，從實驗角度論證了本文所提出的方法的正確性。了關(guān)鍵詞:工業(yè)機器人:時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃;軌跡控制;復(fù)合形最優(yōu)化算法;動態(tài)圖形仿真;機器人實驗;二階力口速度(jerk)連續(xù)火AbstractTime-optimaltrajectoryplanningandcontrolofrobotisthatoptimizethepathofrobotaccordingtoperformanceguidelineofminimumtimeofrobot,whichcanmakethemotiontimeofrobothandminimumb
5、etweentwopointsoralongthespecialpath.Thepurposeandpracticalmeaningofthisresearchlieinenhancetheworkeficiencyofrobot.Inthispaper,authorfirstlysummarizetheworksofinsideandoutsideabouttime-optimaltrajectoryplanningandcontrolofrobot.Onthisbasis,anewinterpolationofquadraticpolynomi
6、alpluscosinefunctionisadoptedtoreconstructjointtrajectory,inresult,anewandeffectivemethodoftime-optimaltrajectoryplanningandcontrolisputforwardcreatively.Intheend,authorapplytheoptimalalgorithmofflexiblepolyhedronwhichiscreatedbyNelderandMeadtogetoptimalanswer.Underthenonlinea
7、rmotionconstraints,thisanswercanensurenotonlyvelocityandaccelerationbutalsojerkofrobotcontinuous.Moreover,itcanreachtheoptimalmotiontimewhenrobothandmovealongthespecialpath.Thecomputerdynamicgraphsimulationexperimentandrobotexperimentwhichisdoneatmilitaryintelligencerobotlabor
8、atoryofnationaldefensescienceuniversityallprovethatthismethod
