時間最優(yōu)的機器人點到點軌跡規(guī)劃問題研究.pdf

1、在機器人工作的時候，為了縮短其節(jié)拍時間，提高工作效率，人們提出了面向時間最優(yōu)的軌跡規(guī)劃的概念，成為近年來機器人研究的重要方向之一。目前，在處理面向時間最優(yōu)的機器人軌跡規(guī)劃問題時，通常需要使用一個插值函數(shù)連接各個目標(biāo)點，同時，保證插值函數(shù)的待定系數(shù)的數(shù)目多于邊界條件所能確定出的待定系數(shù)的數(shù)目。這樣，在邊界條件約束下的待定系數(shù)的集合就形成了一個可供尋優(yōu)的空間，通過優(yōu)化算法，以運行時間為目標(biāo)函數(shù)時，就可以得到一個時間最優(yōu)的軌跡。此時，插值函數(shù)

2、的形式和優(yōu)化方法的選擇就成了影響優(yōu)化效果的重要因素。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對目前時間最優(yōu)的軌跡規(guī)劃問題中，尚無有效的時間最短軌跡判定定理的情況，提出了軌跡“關(guān)于點到點問題等效”的概念，并通過等效性的思想，證明了在每2個目標(biāo)點之間分段數(shù)為7的3次樣條函數(shù)可以描述時間最短的軌跡的充分性。⑵針對上述插值函數(shù)，以運行時間為目標(biāo)構(gòu)造了目標(biāo)函數(shù)，分別嘗試使用共軛梯度法、擬牛頓方法和遺傳算法對其進(jìn)行優(yōu)化，比較了各方法的優(yōu)化表現(xiàn)，同時分析