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《基于信賴域算法的機(jī)械臂時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2013年第32卷第6期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)77基于信賴域算法的機(jī)械臂時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃肖文皓，白瑞林，許凡，閏文才(江南大學(xué)輕工過(guò)程先進(jìn)控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122)摘要：為了提高機(jī)械臂的工作效率，提出了一種新的時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法。通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)算得到與任務(wù)空間軌跡對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)空間位置序列，采用7次B樣條曲線構(gòu)造關(guān)節(jié)空間插值軌跡，將運(yùn)動(dòng)學(xué)約束轉(zhuǎn)換為對(duì)B樣條軌跡曲線控制頂點(diǎn)的約束，并適當(dāng)放大約束條件，然后采用信賴域方
2、法求解時(shí)間優(yōu)化問(wèn)題，從而規(guī)劃出速度、加速度和脈動(dòng)均連續(xù)且滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的時(shí)間最優(yōu)軌跡。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提出時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法的有效性。關(guān)鍵詞：機(jī)械臂；軌跡規(guī)劃；時(shí)間最優(yōu)；信賴域中圖分類號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2013)06-0077-04，『lr’i‘me-opt。i‘ma’lt』ra1●ectoryp’lanni‘n~t一ormani0pu’latorsbased0ntrust—regionalgorithmXIAOWen—hap，BAIRui—lin，XUF
3、an，YANWen—cai(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Toimproveworkingefficiencyofmanipulators，anewtime—optimaltrajectoryplanningmethodisproposed．Seriesofjointspacepositioncorrespondingtotra"e
4、ctoryintaskspaceareobtainedbyinversekinematicsoperation，andB—splinescurvesofseventimesareusedtoconstructinterpolatetrajectoryofjpintspace．ByconvertingkinematicconstraintstoconstraintsoncontrolpointsofB—splinest陽(yáng)jectorycurve，andproperlyrelaxconstraints
5、，timeoptimizationproblemaresolvedbyusingtrustregionme；l1od，andthentime—optimalandvelocity，accelerationandjerkcontinuoustrajectorieswhichsatisfykinematicc6nstraintsareplanned．Simulationresultsdemonstratetheproposedoptimaltrajectoryplanningmethodiseffec
6、tive．Keywords：manipulator；trajectoryplanning；time—optimal；trust·region0引言續(xù)性，時(shí)間最優(yōu)性能有待提高。最優(yōu)軌跡規(guī)劃是機(jī)械臂最優(yōu)控制問(wèn)題之一，規(guī)劃的任本文采用7次B樣條插值關(guān)節(jié)位置序列，得到脈動(dòng)(二務(wù)是根據(jù)給定的路徑點(diǎn)規(guī)劃出經(jīng)過(guò)這些點(diǎn)并滿足約束條件階加速度)連續(xù)且關(guān)節(jié)起始和停止速度、加速度、脈動(dòng)均可的光滑的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)軌跡。其中時(shí)間最優(yōu)算法是最早被提出設(shè)定的軌跡曲線，將各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束轉(zhuǎn)化為對(duì)B樣的J，并得到了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的深入
7、研究，目的是為了條曲線控制頂點(diǎn)的約束，并適當(dāng)放大約束條件，利用信賴最大化操作速度從而提高工作效率。遺傳算法j、序列二域方法求解時(shí)間最優(yōu)問(wèn)題，從而規(guī)劃出時(shí)間最優(yōu)的關(guān)節(jié)軌次規(guī)劃算法J、進(jìn)化計(jì)算等優(yōu)化方法被廣泛應(yīng)用于帶運(yùn)跡。動(dòng)學(xué)約束的時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃。LeeYoungDae_6采用進(jìn)1構(gòu)造脈動(dòng)連續(xù)插值軌跡化算法得到近似時(shí)間最優(yōu)軌跡，并以啟發(fā)式方法加速進(jìn)化根據(jù)機(jī)械臂任務(wù)空間位姿矩陣序列和對(duì)應(yīng)的時(shí)間速度。楊國(guó)軍綜合考慮機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，節(jié)點(diǎn)序列t，經(jīng)過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解得到與相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)位以模糊遺傳算法
8、研究時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃問(wèn)題，適用于大范置矢量P，從而構(gòu)成關(guān)節(jié)位置一時(shí)間序列圍空間的軌跡規(guī)劃。TanGuanzheng采用二次多項(xiàng)式加S=(P，t)，i=0，1，?，rb，余弦函數(shù)的形式構(gòu)造相鄰關(guān)節(jié)位置之間的軌跡曲線，通過(guò)式中P=[PP?Pr，Ⅳ為機(jī)械臂關(guān)節(jié)數(shù)目。脈動(dòng)連強(qiáng)制關(guān)節(jié)位置節(jié)點(diǎn)處的脈動(dòng)為0來(lái)保證整個(gè)軌跡脈動(dòng)的連續(xù)軌跡要求各關(guān)節(jié)軌跡曲線函數(shù)p=fro(t)至少三階幾何收稿日期：2013-01-08基金項(xiàng)目：江蘇省產(chǎn)學(xué)研前贍性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2012056)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)
