关键词：机械臂;时间最优;变异策略;轨迹优化;多项式插值
摘 要：针对中、重型机械臂工程应用中关节冲击大、运行时间长等问题导致的机械臂工作效率低，以逆运动学理论、多项式插值等为基础，提出一种基于变异策略粒子群算法的机械臂轨迹优化方法，在基本粒子群算法迭代中引入种群变异环节，并对惯性权重等参数进行自适应调整，提高算法收敛速度和精度。文章以最短运行时间为适应度函数，研究不同位置工况下，PUMA560机械臂在“5-5-5”关节空间轨迹模型控制下6关节的角速度、角加速度变化规律；基于变异策略粒子群算法，研究不同位置工况下角速度在-π～πrad/s内机械臂最短运行时间变化规律；以Matlab为仿真平台，模拟2点循环、3点不共线工况下机械臂的运动轨迹，分析最优适应度值、趋于收敛时的迭代次数、关节位姿曲线等。试验结果表明，2点循环作业时间较于初始规划时间缩短50.01%，3点不共线时间缩短67.83%；相比于基本粒子群算法和自适应粒子群算法，2种工况下最优适应度值均下降，收敛速度分别提升了48.28%和67.77%。2种工况下6关节位姿曲线均连续、无突变，且运行时间缩短。
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