基于四重引导机制IPSOGSA算法的机械臂时间最优轨迹规划

摘要

针对传统3-5-3多项式轨迹规划中时间分配固化、优化效果有限，以及现有粒子群优化-引力搜索混合算法(PSOGSA)忽略个体认知学习导致的结构性缺陷，本文提出一种基于IPSOGSA算法的机械臂时间最优轨迹规划方法。通过引入个体最优学习项，构建四重引导机制，增强算法搜索多样性和局部精细搜索能力；通过设计动态参数调整策略和停滞处理机制，提高算法自适应能力和稳定性。通过6个基准测试函数验证表明，IPSOGSA算法相较于PSOGSA算法收敛精度提高1～6个数量级；在七自由度机械臂轨迹规划实验中，IPSOGSA算法时间方差为0.000 001,稳定性相比PSOGSA算法约提升4倍；生成轨迹满足物理约束且运动平滑，为七自由度机械臂时间最优轨迹规划提供了有效解决方案。

关键词

机械臂 / 轨迹规划 / 时间优化 / PSOGSA算法 / 多项式插值

基金资助

辽宁省教育厅重点攻关项目(JYTZD2023006)