机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2011年
23期
65-73
,共9页
史也%梁斌%王学谦%徐文福
史也%樑斌%王學謙%徐文福
사야%량빈%왕학겸%서문복
自由漂浮空间机器人%非完整路径规划%量子粒子群优化%姿态调整%在轨服务
自由漂浮空間機器人%非完整路徑規劃%量子粒子群優化%姿態調整%在軌服務
자유표부공간궤기인%비완정로경규화%양자입자군우화%자태조정%재궤복무
利用自由漂浮空间机器人系统的非完整冗余特性,提出一种可使基座姿态和机械臂末端位姿同时到达期望状态的路径规划方法.该方法首先通过正弦多项式函数对机械臂关节角轨迹进行参数化,并根据基座姿态和机械臂末端位姿控制精度指标设计目标函数,由此,将自由漂浮空间机器人系统的非完整笛卡尔路径规划问题转换为非线性系统的优化问题.采用量子粒子群优化算法对非线性优化问题进行求解,将求解出的参数代入机械臂关节轨迹函数,即实现了非完整路径规划的目标.建立由飞行基座和6-DOF机械臂组成的空间机器人系统动力学模型,对所提出的方法进行仿真验证.试验结果表明,所提出的方法能够收敛于全局最优值,收敛速度快,所需调整参数少,且规划的关节路径满足关节角、角速度及角加速度的范围,关节路径平滑,适合于机械臂的控制.
利用自由漂浮空間機器人繫統的非完整冗餘特性,提齣一種可使基座姿態和機械臂末耑位姿同時到達期望狀態的路徑規劃方法.該方法首先通過正絃多項式函數對機械臂關節角軌跡進行參數化,併根據基座姿態和機械臂末耑位姿控製精度指標設計目標函數,由此,將自由漂浮空間機器人繫統的非完整笛卡爾路徑規劃問題轉換為非線性繫統的優化問題.採用量子粒子群優化算法對非線性優化問題進行求解,將求解齣的參數代入機械臂關節軌跡函數,即實現瞭非完整路徑規劃的目標.建立由飛行基座和6-DOF機械臂組成的空間機器人繫統動力學模型,對所提齣的方法進行倣真驗證.試驗結果錶明,所提齣的方法能夠收斂于全跼最優值,收斂速度快,所需調整參數少,且規劃的關節路徑滿足關節角、角速度及角加速度的範圍,關節路徑平滑,適閤于機械臂的控製.
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