工業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人是在工業(yè)上應(yīng)用極為廣泛的機(jī)械設(shè)備，在應(yīng)用中主要應(yīng)該考慮機(jī)器人的控制問(wèn)題，其目的就是使機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)遵循期望的路線并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。工業(yè)機(jī)器人的控制又分為離線的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和在線的伺服跟蹤，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃又分為路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃兩部分。
　　 首先研究路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的仿真方法和技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真是研究復(fù)雜控制系統(tǒng)的有效手段之一，由于工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型的復(fù)雜性，建立仿真模型是一個(gè)十分困難的過(guò)程。本文采用MA

2、TLAB編程工具以及Robotics Toolbox工具箱建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行仿真。描述了路徑規(guī)劃的具體方法步驟以及仿真結(jié)果，對(duì)軌跡規(guī)劃進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合實(shí)際分析了時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃的特點(diǎn)，采用參數(shù)化表示的方法降低動(dòng)力學(xué)模型的維數(shù)，使得仿真易于進(jìn)行，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求取最優(yōu)時(shí)間，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，證明了軌跡規(guī)劃方法的有效性。
　　 其次研究路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的關(guān)系，提出了路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃綜合優(yōu)化的方

3、法來(lái)同時(shí)優(yōu)化這兩個(gè)互相耦合的過(guò)程。在路徑規(guī)劃之后，采用B樣條插值的方法對(duì)離散路徑進(jìn)行擬合得到光滑路徑，為了對(duì)得到的路徑的光滑程度有一個(gè)量化的表示，提出了光滑度的一種計(jì)算方法。采用了模糊控制器來(lái)控制路徑的修正幅度，使得路徑更加光滑，進(jìn)而求得機(jī)器人沿該路徑運(yùn)行的最小時(shí)間。在對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃和時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃進(jìn)行綜合優(yōu)化的基礎(chǔ)上，又提出了對(duì)路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的兩個(gè)性能指標(biāo)時(shí)間和能量進(jìn)行三目標(biāo)綜合優(yōu)化的優(yōu)化過(guò)程模糊控制方法，并采用遺傳算法優(yōu)化了