基于SA-IPSO的机械臂轨迹规划及仿真

作     者：张红瑞 戈海龙 李锦 成巍 李文龙 ZHANG Hongrui;GE Hailong;LI Jin;CHENG Wei;LI Wenlong

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院激光研究所山东济南250104 山东产研强远激光科技有限公司山东聊城252022 

出 版 物：《制造技术与机床》 (Manufacturing Technology & Machine Tool)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：57-64页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：山东省科技型中小企业能力提升项目(2022TSGC2064) 山东省重大科技创新工程项目(2022CXGC020205) 

主　　题：机械臂 多项式插值 改进的粒子群优化算法 轨迹规划 

摘      要：为满足复杂装配场景下机械臂高效且平稳的运行需求,在时间-冲击最优约束下,提出了结合改进粒子群优化(improved particle swarm optimization,IPSO)算法的4-5-4多项式插值轨迹规划方法。首先,基于标准Denavit-Hartenberg(D-H)方法,建立机械臂仿真模型,并进行了运动学求解与验证;其次,针对传统粒子群算法易陷入局部最优的问题,通过种群混沌初始化,引入模拟退火算法(simulated annealing,SA)中的Metropolis准则,优化动态因子对其进行改进,并求解机械臂末端最优多项式插值曲线,通过仿真验证算法的优越性;最后,探究了时间冲击系数对优化效果的影响,当时间系数β1=0.6,冲击系数β2=0.4时,优化效果最佳,且相比优化前,机械臂的工作效率提高27.5%,冲击值降低26.36%。