工業(yè)機器人路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的多目標優(yōu)化.pdf

1、工業(yè)機器人是在工業(yè)上應用極為廣泛的機械設備，在應用中主要應該考慮機器人的控制問題，其目的就是使機器人在運動時遵循期望的路線并在規(guī)定時間內完成整個運動過程。工業(yè)機器人的控制又分為離線的運動規(guī)劃和在線的伺服跟蹤，運動規(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。計算機仿真是研究復雜控制系統(tǒng)的有效手段之一，由于工業(yè)機器人運動學和動力學模型的復雜性，建立仿真模型是一個十分困難的過程。本文采用MA

2、TLAB編程工具以及Robotics Toolbox工具箱建立機器人的運動學和動力學模型，并對其進行仿真。描述了路徑規(guī)劃的具體方法步驟以及仿真結果，對軌跡規(guī)劃進行了深入的研究，結合實際分析了時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃的特點，采用參數(shù)化表示的方法降低動力學模型的維數(shù)，使得仿真易于進行，采用動態(tài)規(guī)劃法求取最優(yōu)時間，并對仿真結果進行了分析，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、法來同時優(yōu)化這兩個互相耦合的過程。在路徑規(guī)劃之后，采用B樣條插值的方法對離散路徑進行擬合得到光滑路徑，為了對得到的路徑的光滑程度有一個量化的表示，提出了光滑度的一種計算方法。采用了模糊控制器來控制路徑的修正幅度，使得路徑更加光滑，進而求得機器人沿該路徑運行的最小時間。在對機器人路徑規(guī)劃和時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃進行綜合優(yōu)化的基礎上，又提出了對路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃的兩個性能指標時間和能量進行三目標綜合優(yōu)化的優(yōu)化過程模糊控制方法，并采用遺傳算法優(yōu)化了