多策略改进粒子群算法的机械臂时间最优轨迹规划

摘要

针对工业机器人在满足运动学约束的前提下以时间最优为目标完成工作的问题，设计了一种时间最优轨迹规划方案。首先对机械臂进行建模分析并建立运动学方程，引入3-5-3多项式函数作为轨迹规划研究基础，并建立了运动学约束下的时间优化目标函数。然后在标准粒子群算法的基础上进行改进优化，采用tent混沌映射初始化种群，并引入动态变化学习因子、非线性递减修正惯性权重和遗传算法中的变异操作，提出了一种多策略改进粒子群优化(MIPSO)算法。最后，使用不同算法对机械臂运行时间取优，对比结果表明MIPSO算法具有更高的求解精度。将求解得到的最优时间应用到实物机械臂中，得到的关节运动曲线连续无突变，验证了所提方案的可行性。

关键词

工业机器人 / 3-5-3多项式 / 时间最优 / 多策略改进粒子群算法