隨著工業(yè)機(jī)器人廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)軌跡規(guī)劃提出了更高的要求。工作效率和能量消耗一直是工業(yè)機(jī)器人最為重要的性能指標(biāo)。本文以150Kg級(jí)6軸重載機(jī)器人為研究對(duì)象,采用D-H法建立工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,利用拉格朗日法來推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程。在SolidWorks中建立工業(yè)機(jī)器人的三維實(shí)體模型并獲取相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。以時(shí)間-能量為優(yōu)化指標(biāo),基于智能優(yōu)化算法研究工業(yè)機(jī)器人的最優(yōu)軌跡規(guī)劃。傳統(tǒng)的多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃并沒有考慮約束條件,因此本文基于智能優(yōu)化算法研究了滿足動(dòng)力學(xué)約束的時(shí)間-能量最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法。針對(duì)人工蜂群算法（Artificial Bee Colony Algorithm,ABC）收斂慢、精度低等問題,提出了 一種改進(jìn)的人工蜂群算法（Improved ABC,IABC）。為改善ABC算法每次迭代都只在單個(gè)維度上進(jìn)行搜索,效率較低的不足,本文采用效率更高的全維搜索。在雇傭蜂階段,引入了基于精英解的引導(dǎo)項(xiàng)和基于任意解的干擾項(xiàng),在提高精英解導(dǎo)向作用的同時(shí)維持了種群的多樣性。在跟隨蜂階段采用復(fù)合搜索策略,讓一部分粒子執(zhí)行全維度的鄰域搜索以保證算法的全局探索能力,另一部分則執(zhí)行灰狼算... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２所研宄工業(yè)機(jī)器人實(shí)物圖

?第３章機(jī)器人基本軌跡規(guī)劃方法???３．２．１直線規(guī)劃??對(duì)于直線規(guī)劃，梯形速度曲線規(guī)劃是最基本的、最常見的直線規(guī)劃方法，以??梯形速度曲線為例分析其插補(bǔ)算法，圖３．４為插補(bǔ)效果的示意圖。用戶設(shè)定起點(diǎn)??匕時(shí)刻的速度Ｖ０、位姿坐標(biāo)尸ｏＯｃｏｊ＾ｚａｃｔｏ，仇ｙ〇）和終點(diǎn)時(shí)刻以的速度Ｖ／、位姿坐標(biāo)??尸／〇￥，＿ｙ／，ｚ／，ａ／，你＞ｙ／），加速度、減速度以及最大速度竹。??始末點(diǎn)位姿?＿？?Ｐ??，Ｐｆ??０．８?卜?：??離散化?丨??０．６?．??插值點(diǎn)位姿序列?＾?；??０．４、??逆運(yùn)動(dòng)學(xué)?ａ２＇?丨??關(guān)節(jié)角序列??０．４?６??｜?多項(xiàng)：＾插值?????０?０??關(guān)節(jié)角與時(shí)間的??函數(shù)??圖３．３笛卡爾空間軌跡規(guī)劃流程圖?圖３．４直線插補(bǔ)示意圖??Ｆｉｇ?３．３?Ｔｈｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?Ｆｉｇ?３．４?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｌｉｎｅａｒ?ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ??ｐｌａｎｎｉｎｇ?ｉｎ?ｃａｒｔｅｓｉａｎ?ｓｐａｃｅ??首先判斷能否達(dá)到設(shè)定的最大速度。當(dāng)沒有勻速階段時(shí)，速度最大，此時(shí)有：??ｖ２?－Ｖ？?Ｖ２ｆ－ｖｔ??Ｌ＝Ｌ＋Ｌｄ＝ｍ?°＋＾￣－?（３．９）??Ｚａａ?ｌａｄ??式中Ｚ?＝?Ｊ（；ｃ，?－?Ａ）２?＋?Ｃｖ，?－ｈ）２?＋?（ｚ，?－?Ａ）２為起點(diǎn)和終點(diǎn)的直線距離，Ｌａ、Ｌｄ??分別為加速階段和減速階段的路程。由式（３．９）可以解得可以達(dá)到的最大速度為：??Ｊｌａａ．ａｄＸ?－ａａ．ｖｌ?＋?ａｄ．ｖｌ??ｖｍ＝＾?１￣￣－——－?（３．１０）??ａｄ－ａａ??如果

?第３章機(jī)器人基本軌跡規(guī)劃方法???Ｐ３??２??「?／?＇??ｌｙ?＇??１，５．?；??Ｐ０?，?Ｉ??Ｎ?１?＜?（Ｐ２??／?卜、?＊??°－５＾?／?、ＶＰ２??／?，’??ｏｋ?ｐｉ?／??２＞Ｃ＾２??ｏｏ?ｘ??圖３．５圓弧插補(bǔ)示意圖??Ｆｉｇ?３．５?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｃｉｒｃｕｌａｒ?ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ??由三點(diǎn)到圓心的距離相等可建立方程組：?￣??＝?（ｘ＼?￣ｘ〇）２?＋?（＾１?￣?Ｊｏ）２?＋?（Ｚ１?￣?ｚ〇）２??－ｒ２?＝?（ｘ２?－?ｘ０）２?＋?（ｙ２?－?Ｊｏ）２?＋?（ｚ２?－?ｚ０）２?（３．１６）??ｒ２?＝?（ｘ３?－ｘ０）２?＋（＞＞３?－ｙ〇）２?＋（ｚ３?－ｚ〇）２??由方程組（３．１６）可以消去未知量ｒ，得到式（３．１７）、（３．１８）：??２（ｘ２?－ｘｘ）ｘ?＋?２｛ｙ２?－ｙｘ）ｙ?＋?２（ｚ２?－ｚＬ）ｚ?＋?ｘＬ２?＋?－ｘ２２－ｙｌ－ｚ２２?＝?０??可記為：為ｘ?＋?５２少?＋?Ｃ２ｚ?＋?Ｚ）２?＝?０?（３．１７）??２（ｘ３?－?Ｘｊ）ｘ?＋?２（ｙ３?－ｙｊｙ?＋?２（ｚ３?－ｚｘ）ｚ?＋?ｘ＾＋＋?Ｚｊ２?－?ｘ３２?－?ｙｌ?－ｚ＾?＝?０??可記為：為ｊｃ?＋?５３＿ｙ?＋?Ｃ３ｚ?＋?Ｚ）３?＝?０?（３．１８）??由式（３．１５）、（３．１７）、（３．１８）可得到線性方程組：??＇Ａ?Ｂｉ?Ｑｌｐ〇ｌ?ｌＤｉ＇??Ａ?Ｂ２?Ｃ２?ｙ〇?＋?Ｄ２?（３－１９）??＿為?５３?Ｃ３＿?＿ｚ〇＿?＿Ｚ）３＿??由式（３．１９）可以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3391432