基于遗传优化算法的柔性机械臂抑振轨迹规划研究

摘要：

为了抑制柔性臂的弹性振动，提出一种结合遗传优化算法和多项式函数插值的抑振轨迹规划方法。基于假设模态法和 Hamilton 原理建立了柔性臂系统的动力学方程，揭示了抑振轨迹规划原理。在轨迹优化过程中，采用五次多项式函数构造运动轨迹控制点的基础位移值，以轨迹控制点的位移浮动值作为待优化变量，在满足初始和终止位置运动状态约束的前提下，基于遗传算法优化得到柔性臂振动能量最小的最优抑振轨迹。数值计算和实验结果验证了抑振轨迹规划方法的有效性。实验结果表明：与跟踪常规的五次多项式运动轨迹相比，柔性臂在跟踪最优抑振轨迹时的残余振动最大振幅减小了10倍左右，其衰减时间由12 s 缩短为4．5 s，提高了柔性臂系统的定位控制精度，改善了系统的操作效率。

关键词：柔性机械臂、轨迹规划、振动抑制、遗传算法

所属期刊栏目：35

分类号：TP24;TB32(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目51375433；51505238；浙江省自然科学基金项目LY13E050008&LQ15E050002；浙江省公益项目2013C31017；宁波大学科研基金XYL15021

在线出版日期：2016-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1-6,40