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《机械手时间最优脉动连续轨迹规划算法_朱世强 2010.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第46卷第3期机械工程学报Vol.46No.32010年2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb.2010DOI：10.3901/JME.2010.03.047*机械手时间最优脉动连续轨迹规划算法11,211朱世强刘松国王宣银王会方(1.浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027；2.宁波市计量测试研究院宁波315041)摘要：为使机械手的作业效率达到最优，同时确保运动的平稳性，提出一种新的最优轨迹规划方法。通过逆运动学运算得到与任务空间轨迹对应的关节空间位置序列，采用7次B样条曲线插值方法构造启动和停止运动参数可控，且速度、加速度和脉动均连续的关
2、节轨迹。将机械手运动学约束转化为B样条曲线的控制顶点约束，采用序列二次规划方法求解最优运动时间节点，进而规划出满足非线性运动学约束的时间最优脉动连续轨迹。仿真和试验结果表明，提出的轨迹规划方法为关节控制器提供理想的轨迹，使机械手在最短的时间平稳地跟踪任务空间的任意指定轨迹。关键词：机械手轨迹规划时间最优脉动连续序列二次规划中图分类号：TP242.2Time-optimalandJerk-continuousTrajectoryPlanningAlgorithmforManipulators11,211ZHUShiqiangLIUSongguoWANGXuanyinWANGHuifang(
3、1.TheStateKeyLabofFluidPowerTransmissionandControl,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027;2.NingboInstituteofMeasurementandTesting,Ningbo315041)Abstract：Inordertooptimizetheproductivityandensuretherunningstabilityofmanipulators,anewoptimaltrajectoryplanningalgorithmisproposed.Positionseriesinjointspac
4、eareobtainedbyapplyinginversekinematicalgorithmtoaspecifiedtrajectoryintaskspace,andB-splinesofsevendegreeareexploitedtointerpolatejointpositionseriesandgeneratejointtrajectorieswithcontinuousvelocity,accelerationandjerk,aswellascontrollablestart-stopkinematicparameters.Byconvertingkinematicconst
5、raintsofmanipulatorstoconstraintsoncontrolpointsofB-splines,optimaltimenodesaresolvedbyusingsequentialquadraticprogrammingstrategy,thentime-optimalandjerk-continuoustrajectorieswhichsatisfynonlinearkinematicconstraintsareplanned.Simulatingandexperimentalresultsshowthattheproposedtrajectoryplannin
6、galgorithmprovidesidealtrajectoriesforjointcontroller,andensuresmanipulatorstotrackanyspecifiedtrajectoryintaskspacestablywiththeminimumtravelingtime.Keywords：ManipulatorTrajectoryplanningOptimalexecutiontimeContinuousjerkSequentialquadraticprogramming[2-3]受到密切关注。时间最优轨迹规划可描述为构造*0前言满足运动学约束的轨迹曲线pft
7、=()，使得mmn−1轨迹规划是机械手轨迹控制的基础，其性能对pftmi=m()i，且Ttt=∑()ii+1−最小，其中m=1,i=0机械手工作效率、运动平稳性和能量消耗具有决定2,…,N，i=0,1,…,n，N为机械手关节数目，n为性意义，因此轨迹优化成为机器人领域的研究热点3关节轨迹必须经过的关节位置数。当fm(t)至少C之一。出于提高机械手作业单元生产效率的需要，[4]连续时，才能保证关节脉动连续。BALKAN采用时间最优轨迹
