工業(yè)機(jī)器人二次最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境變得越來越復(fù)雜，人們對(duì)工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃的要求也隨之越來越高，不僅要能完成點(diǎn)位(PTP)和簡單的連續(xù)(CP)運(yùn)動(dòng)，還需兼顧機(jī)器人的工作效率和軌跡的平滑性。因此，本文對(duì)沿特定路徑執(zhí)行作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)與平滑性最優(yōu)問題進(jìn)行了深入研究，提出了有效的二次最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法，在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的機(jī)器人仿真平臺(tái)下對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)間最優(yōu)且軌跡連續(xù)平滑的功能。
　　首先，本文研究了工業(yè)機(jī)器人

2、軌跡規(guī)劃方法。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析建立了KUKA KR16-2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和正逆解方程。在機(jī)器人關(guān)節(jié)空間中討論了三次多項(xiàng)式插值與拋物線過渡的線性插值，笛卡爾空間中深入研究了直線與圓弧軌跡規(guī)劃，并對(duì)直線與圓弧軌跡規(guī)劃進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　其次，本文對(duì)典型遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn)，利用B樣條能分段處理的特點(diǎn)采用B樣條曲線對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)軌跡進(jìn)行逼近，給出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的最優(yōu)時(shí)間B樣條軌跡規(guī)劃算法。仿真結(jié)果表明，本文給出的算法提高了機(jī)器人

3、工作效率。在時(shí)間優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的平滑性，在初始種群產(chǎn)生和新種群的選擇上對(duì)GA進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，用七次B樣條構(gòu)造關(guān)節(jié)加加速度連續(xù)軌跡，對(duì)時(shí)間及關(guān)節(jié)的加加速度進(jìn)行尋優(yōu)，給出基于時(shí)間優(yōu)化的最優(yōu)平滑二次軌跡規(guī)劃算法。仿真結(jié)果表明，機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)抵達(dá)節(jié)點(diǎn)的用時(shí)較短，且每一關(guān)節(jié)的軌跡曲線連續(xù)光滑，驗(yàn)證了算法的有效性。
　　最后，本文在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的仿真平臺(tái)中構(gòu)建了KR16-2搬運(yùn)機(jī)器人和焊接機(jī)器人單工作站場景，在機(jī)器人作業(yè)過