基于遗传算法的移动机械臂轨迹优化研究

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ＤＵＺｈａｏ－ｊｕｎ，ＷＵＨｕａｉ－ｙｕ，ＨＡＮＴａｏ，ＺＨＥＮＧＸｉｕ－ｊｕａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｂｅｉＷｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
ｏｐｔｉｍａｌ，ｒｕｎｔｉｍｅｏｐｔｉｍａｌ，ｓｐａｔｉｌａｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｒｊａｅｃｔｏｒｙｌｅｎｇｔｈａｒｅｔａｋｅｎａｓｏｐｔｉｍｉｚｔａｉｏｎｓｏｂｊｅｃｔｗｉｔｈｊｏｉｎｔｖｅｌｏｃｉｔｙ，
关键词：移动机械臂；遗传算法；轨迹优化；时间一冲击最优中图分类号：ＴＨ１６；ＴＰ２４２．６文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０５ — ０１３３ — ０４
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ａｍｏｂｉｌｅｍａｎｉｐｕｌｔａｏｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂｓｅａｄｏｎｇｅｎｅｔｃｉａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｉｍｅｊｅｃｋ
ａｃｃｅｌｅｒｔｉａｏｎａｎｄｔｏｒｑｕｅｓｃｏｎｓｔｒｉｎａｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓｆｔｏｈｅｊｏｉｎｔｔｒｊｅａｃｔｏｒｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒｌａｏｆｔｈｅｊｅｒｋ ’ Ｓｓｑｕａｒｅ
Βιβλιοθήκη Baidu
摘
要：根据移动机械臂运动学和动力学约束，为优化其工作性能，提出了一种基于遗传算法的移动机械臂轨迹优化方
法，以时间一冲击最优、运行的时间、移动的空间距离和轨迹长度作为优化指标，同时考虑关节速度、加速度及力矩的约束，为提高关节轨迹的平滑性，采用三次样条曲线拟合关节轨迹，实验结果表明所规划轨迹的关节位移、速度、加速度曲线是连续的，冲击曲线是有界的，间接的限制了关节力矩的变化率，提高了轨迹跟踪的准确性并证明了算法的有效性。
第５期
２０１３年５月
机械设计与制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ１３３
基于遗传算法的移动机械臂轨迹优化研究
杜钊君，吴怀宇，韩涛，郑秀娟
４３００８１）（武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉
ａｓｔｈｅｏｐｔｉｍｚｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｕｂｉｃｓｐｌｉｎｅｃｕｒｖｅｉｓｕｓｅｄｔｏｉｔｆｔｈｅｊｏｉｎｔｔｒｊａｅｃｔｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｔａｔｈｅｊｏｉｎｔｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｏｂｉｌｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒ
ＢａｓｅｄｏｎＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｃｏｎｓｔｒａｉｎｔａｎｄｄｙｎａｍｉｃｃｏｓｔｎｒｉａｎｔｏｆｍｏｂｉｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒａｎｄａｉｍｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓ
ｃｃａｅｌｅｒｔｉａｏｎａｌｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄｊｅｒｋｂｏｕｎｄｅｄ．ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｔｈｔａｔｈｅｃｈｎｇａｅｒｔａｅｏｆｊｏｉｎｔｔｏｒｑｕｅｓｉｃｏｎｓｔｒｉｎａｅｄｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙａｎｄｔｈｅｃｃａｕｒｃｙａｆｔｏｈｅｔｒｊａｅｃｔｏｒｙｔｒｃｋａｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｖｅｄ．