机械设计与研究 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (05): 56-58+69.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5038

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基于惩罚函数法的时间最优机械臂轨迹规划

李林升;   

  1. 上海电机学院电气学院;
  • 出版日期:2019-10-20 发布日期:2019-10-20

  • Online:2019-10-20 Published:2019-10-20

摘要: 基于多项式插值的机械臂轨迹规划具有阶次高、凸包性质不够好以及计算复杂特点,传统优化方法难以对其进行优化,提出了基于惩罚函数法的时间最优机械臂轨迹规划方法。该方法首先以机械臂在静态环境下点到点的运动时间最短作为优化目标,以机械臂关节的角度、角速度、角加速度作为约束参数,利用5-5-7-5次多项式对关节空间轨迹进行插值,然后运用惩罚函数法计算多项式插值时间,最后得到关节的运动角度曲线、运动速度曲线、运动加速度曲线。将该方法应用于6自由度PUMA560机器人,结果表明,相较于优化前,优化后在关节的运动角度曲线、运动速度曲线、运动加速度曲线的平顺性变化不明显的情况下,关节运行时间明显缩短了,机械臂的运行效率提高了。

关键词: 机械臂, 轨迹规划, 时间最优, 惩罚函数法, 多项式插值

Key words: manipulator trajectory planning, time optimality, penalty function method, polynomial interpolation