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188宝金博页面版: 【精品】喷浆机械手时间最优与脉动最优轨迹规划2013

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内容提示: 第4 4 卷第1期2 0 13 年1月中南大学学报( 自然科学版)Jo u r n a l o f C e n tr a l S o u thU n iv e r sity ( S cie n cea n dT ech n o lo g y )、 , 01. 44N o . 1Ja n . 20 13喷浆机械手时间最优与脉动最优轨迹规划曹中一, 王鹤, 吴万荣, 谢海军( 中南大学机电工程学院, 湖南长沙, 4 10 0 8 3)摘要: 为提高喷浆机械手的作业效率, 减小机械手的振动, 基于三次样条函数插值法, 提出一种用于机械手的最优轨迹规划方法, 对喷浆机械手轨迹进行规划。 采用加权系数法定义目标函数, 同时考虑关节速度、 加速度、 脉动以及动作时间等约束条件, 使机械手运动过程中的动作时问和脉动在某种程度上达到综合最优。 采用序列二次规划算法求解最优运动的时间, 规划出满...

文档格式:PDF | 页数:9 | 浏览次数:61 | 上传日期:2014-05-07 08:24:35 | 文档星级:
第4 4 卷第1期2 0 13 年1月中南大学学报( 自然科学版)Jo u r n a l o f C e n tr a l S o u thU n iv e r sity ( S cie n cea n dT ech n o lo g y )、 , 01. 44N o . 1Ja n . 20 13喷浆机械手时间最优与脉动最优轨迹规划曹中一, 王鹤, 吴万荣, 谢海军( 中南大学机电工程学院, 湖南长沙, 4 10 0 8 3)摘要: 为提高喷浆机械手的作业效率, 减小机械手的振动, 基于三次样条函数插值法, 提出一种用于机械手的最优轨迹规划方法, 对喷浆机械手轨迹进行规划。 采用加权系数法定义目标函数, 同时考虑关节速度、 加速度、 脉动以及动作时间等约束条件, 使机械手运动过程中的动作时问和脉动在某种程度上达到综合最优。 采用序列二次规划算法求解最优运动的时间, 规划出满足要求的最优轨迹。 研究结果表明: 采用此方法对喷浆机械手进行轨迹规划是合理的和有效的; 该方法可以解决时间最优轨迹脉动较大和脉动最优轨迹动作时间过长的问题, 为非线性约束条件下机械手时问与脉动综合最优轨迹规划问题提供了一种解决方案。关键词: 喷浆机械手; 时间最优与脉动最优; 轨迹规划: 运动学约束; 动作时间约束中图分类号: T P 24 2文献标志码: A文章编号: 167 2—7 20 7 ( 20 13)0 1一0 114 —0 8T im e- je r ko p tim a ltra j e c to r yp la n n in go fsh o tc r e tem a n ip u la to r sC A OZ h o n g y i, W A N GH e , w uW a n ro n g , X IEH a iju n( S ch o o lo fM e c h a n ic a l a n dE le c tr o n ic a lE n g in e e r in g , C e n tr a lS o u thU n iv e r sity ,C h a n g sh a410 0 8 3, C h in a )A b str a c t: In o r d e r too p tim iz eth ep ro d u ctiv ityo fsh o tcr e tem a n ip u la to r sa n dr e d u c e th ev ib r a tio n , b a se do nc u b icsp lin ef u n c tio nin ter p o la tio n , am e th o d u se df o ro p tim a l tra jecto ry p la n n in go fm a n ip u la to r sw a sp ro p o sed . T ra jecto ry p la n n in go fsh o tcr e tem a n ip u la to r sw a s f in ish e db yu sin gth is m e th o d . T h eo bjectivef u n c tio n d e f in e db yw e ig h te dco ef f icien tw a su se d a s aw e ig h te db a la n c e o ftr a v e lin gtim e a n djerko fth em a n ip u la to r s. K in e m a ticco n str a in ts o fjo intv elo cities,a ccelera tio ns, jerk s, a nd tr a v e lin gtim e w e r e ta k e n in toa c c o u n t, S Oa s to m a k e th etr a v e lin gtim e a n djerko fm a n ip u la to rin th e m o v e m e n t p r o c e ssa c h ie v e th ec o m p r e h e n siv e o p t im u min so m ed e g r e e . T r a v e lin gtim e w a s so lv e db y u sin gse q u e n tia l q u a d r a tic p r o g r a m m in g str a te g y ,th e n tim e- jerk o p tim a l tra jectoriesw h ic h sa tisf y n o n lin e a r k in e m a ticco n str a in ts w e r ep la n n ed . T h er esu lts sh o w th a tp la n tra jecto ryo f sh o tcr e tem a n ip u la to r s b y u sin gth is m e th o d isr e a so n a b le a n d ef f ectiv e. T h is m e th o d c a nso lv e th ep r o b le mth a tjerko ftim e —o p tim a l tra jecto ryis la r g era n d a c tio ntim eo fjerk - o p tim a l tra jecto ryis t o olo n g , a n dit a lsop r o v id e s a so lu tio ntoth e p r o b le mo fm a n ip u la to r ’ S tim e- jerk o p tim a ltra jecto ry p la n n in gu n d e r th e n o n lin e a r co n stra in ts.K e yw o r d s: sh o tc r e tem a n ip u la to rs; tim e- jerk o p tim a l; tra jecto ry p la n n in g ; k in e m a tic a l c o n str a in ts; tr a v e lin gtim eco n str a in ts喷浆机械手广泛应用于需要喷浆支护的工程中,特别是铁路公路隧道、 水利水电建设、 地铁、 矿山巷道和各种地下建筑等的施工与支护‘11。 轨迹规划是机械手轨迹控制的基。 其性能对机械手的工作效率、运动平稳性有重要意义。 合理的轨迹规划可以减小机械手的振动、 保证关节的使用寿命以及轨迹精剧2- 5】 。为了提高机械手工作效率, 时间最优轨迹规划成为轨迹优化的重要方向【6- 10 ], 其任务是根据给定的路径点收稿日期: 20 1卜10 —27 ; 修回日期: 20 1卜12—20基金项目: 湖南省科技重大专项( 20 10 F Jl0 0 2)通信作者: 曹中- - ( 19 55一), 男, 湖南长沙人, 研究员, 从事工程机械及液压控制理论研究; 电话: 13517 4 8 3516 ; E - m a il: z h o n g y i@ C S U . e d u . C iq万方数据

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