本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)RRTConnect的移動(dòng)式起重機(jī)動(dòng)作序列規(guī)劃研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),大型起重機(jī)吊裝行業(yè)迅猛發(fā)展,超大型吊裝日漸普遍,推動(dòng)了用于輔助吊裝方案設(shè)計(jì)人員快速有效制定作業(yè)方案的計(jì)算機(jī)輔助吊裝仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用,而現(xiàn)存的仿真工具在吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃上的低效性問(wèn)題也日益突出。本文重點(diǎn)研究了基于隨機(jī)采樣思想的高自由度動(dòng)作搜索算法——RRTConnect,針對(duì)其在動(dòng)作規(guī)劃中因樹生長(zhǎng)缺乏方向性、所得路徑迂回嚴(yán)重、平滑性較差而導(dǎo)致路徑代價(jià)大、規(guī)劃時(shí)間長(zhǎng)、路徑質(zhì)量差的問(wèn)題,提出了一種新型的算法用于起重機(jī)的動(dòng)作序列規(guī)劃。算法通過(guò)在采樣策略、代價(jià)度量方式等方面的改進(jìn)以及對(duì)既得路徑的平滑處理,使隨機(jī)采樣具有了特定的方向性,從而能在給定的吊裝環(huán)境中根據(jù)被吊物的初始和就位位置規(guī)劃出一條安全、無(wú)碰撞的、滿足起重性能約束的、相對(duì)平滑的高質(zhì)量可行動(dòng)作序列。并且,本文將研究成果嵌入課題組的吊裝仿真平臺(tái),通過(guò)幾個(gè)作業(yè)案例驗(yàn)證了所提方法的高效性。本文首先對(duì)目前吊裝仿真軟件及動(dòng)作規(guī)劃算法存在的問(wèn)題進(jìn)行研究,分析其優(yōu)點(diǎn)與不足,在發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、盡量克服不足的基礎(chǔ)上,依據(jù)改善仿真效果、提高算法性能的思路設(shè)定研究?jī)?nèi)容,組織文章結(jié)構(gòu)。然后,作為研究算法與完善仿真平臺(tái)的基礎(chǔ),本文對(duì)移動(dòng)式起重機(jī)的作業(yè)原理進(jìn)行分析。定義了吊裝系統(tǒng)的剛體模型、位姿表達(dá)向量、位姿變換矩陣、動(dòng)作代價(jià)度量函數(shù)等,進(jìn)而建立了求解起重機(jī)吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃問(wèn)題的完整數(shù)學(xué)模型。并且,本文對(duì)吊裝過(guò)程中存在的起重性能約束、非完整性運(yùn)動(dòng)學(xué)約束、碰撞約束、單封閉鏈約束等各項(xiàng)約束的處理思路進(jìn)行了介紹,保障了仿真的真實(shí)性。進(jìn)而,本文提出了一種新型的基于隨機(jī)采樣的樹生長(zhǎng)算法�；跈E球模型的采樣策略的應(yīng)用,使隨機(jī)樹的擴(kuò)展具有了一定的方向性,縮減了初始點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間,大大提高了動(dòng)作規(guī)劃的效率。接著,我們提出了一種考慮動(dòng)作安全度的序列平滑算法,通過(guò)定義一種帶優(yōu)先級(jí)系數(shù)的代價(jià)度量函數(shù)以及基于節(jié)點(diǎn)增強(qiáng)法的序列平滑算法的應(yīng)用,盡量避免了危險(xiǎn)動(dòng)作的執(zhí)行。同時(shí),使所得序列盡量平滑,從而幫助我們規(guī)劃出一條從起始狀態(tài)到就位狀態(tài)的安全、無(wú)碰撞的高質(zhì)量動(dòng)作序列。最后,通過(guò)對(duì)仿真平臺(tái)下幾個(gè)吊裝案例的介紹,驗(yàn)證了所提算法的效率和性能。
【關(guān)鍵詞】：起重機(jī)吊裝 動(dòng)作規(guī)劃 RRTConnect 吊裝仿真 位姿空間
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 問(wèn)題的提出9-11
• 1.1.1 吊裝工程行業(yè)發(fā)展9
• 1.1.2 計(jì)算機(jī)輔助起重機(jī)吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃9-10
• 1.1.3 吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 計(jì)算機(jī)輔助吊裝仿真研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究意義及主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 1.4 論文的研究思路和組織結(jié)構(gòu)16-17
• 2 吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃數(shù)學(xué)模型17-32
• 2.1 起重機(jī)吊裝作業(yè)原理17-18
• 2.2 吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃數(shù)學(xué)模型18-26
• 2.2.1 剛體模型18-20
• 2.2.2 吊裝系統(tǒng)位姿表達(dá)20-23
• 2.2.3 吊裝系統(tǒng)位姿變換23-24
• 2.2.4 動(dòng)作序列代價(jià)度量24-25
• 2.2.5 吊裝動(dòng)作序列規(guī)劃數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.3 吊裝過(guò)程中的約束處理26-31
• 2.3.1 起重機(jī)自身性能約束處理26-27
• 2.3.2 非完整性運(yùn)動(dòng)學(xué)約束處理27-29
• 2.3.3 免碰撞約束處理29-30
• 2.3.4 單閉環(huán)約束處理30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 基于RRTConnect-NS的動(dòng)作序列規(guī)劃32-50
• 3.1 RRTConnect算法介紹與分析32-36
• 3.1.1 RRT算法介紹與分析32-33
• 3.1.2 RRTConnect算法介紹與分析33-36
• 3.2 基于RRTConnect-NS的動(dòng)作序列規(guī)劃36-42
• 3.2.1 RRTConnect-NS算法改進(jìn)策略36-41
• 3.2.2 基于RRTConnect-NS的動(dòng)作序列規(guī)劃流程41-42
• 3.3 基于RRTConnect-NS的動(dòng)作序列規(guī)劃性能測(cè)試42-49
• 3.3.1 案例一43-46
• 3.3.2 案例二46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 4 考慮動(dòng)作安全度的序列平滑算法50-60
• 4.1 考慮動(dòng)作安全度的序列平滑算法50-54
• 4.2 算法測(cè)試54-58
• 4.2.1 案例一54-57
• 4.2.2 案例二57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王欣;易懷軍;吳迪;王殿龍;孫吉?jiǎng)?;一種基于逆向求解的雙機(jī)吊裝動(dòng)作規(guī)劃方法[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

2 任衛(wèi)軍;張磊;朱長(zhǎng)建;;基于作業(yè)環(huán)境的輪式起重機(jī)吊裝方案實(shí)時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年06期

3 席行飛;李彥明;柳忠濤;;雙履帶起重機(jī)自動(dòng)協(xié)調(diào)吊裝人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)電一體化;2014年12期

4 張博;曹旭陽(yáng);王殿龍;;橋式起重機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)自動(dòng)控制方法及仿真實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年10期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐U_蕾;未知環(huán)境下移動(dòng)智能體自主導(dǎo)航研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 易懷軍;一種基于逆向求解的雙機(jī)吊裝動(dòng)作規(guī)劃研究[D];大連理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)RRTConnect的移動(dòng)式起重機(jī)動(dòng)作序列規(guī)劃研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：415929