一种求取运动学逆解的新算法.pdfVIP

第2卷第1期 中 国 工 程 机 械 学 报 、场」.2No.l 2004年1月 Q于INESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERY Jan.2004 一种求取运动学逆解的新算法 黄志雄，何清华，邹湘伏，柳 波，张新海 (中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083) 摘要:从计算机原理中位置数制的描述获得启发，将其中的某些规律进行合理的转换，形成有哪些信誉好的足球投注网站算法的步长表 达式，在吸收传统登山法的优点的基础上，提出了求取多关节机械臂运动学逆解的新算法— 智能登山法，并 对算法进行了描述，写出了完整的通用流程图.运用该方法求取机器人运动学逆解，无需矩阵运算、三角变换;收 敛速度快，适于实时控制.仿真试验验证了该方法的可行性、实用性. 关键词:多关节机械臂;运动学逆解;步长;智能登山法 中图分类号:TH113.2 NewAlgorithmforSearchingKinematicInverseSolution HUANGZhi-,xiong，HEQing-hua，ZOUXiang-fu，LIUBo，ZHANGXin-hai (CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China) Abstract:Inthispaper,inspiredfromtheposition-numeraldescriptionincomputer,thestepsexpressionof thesearchalgorithmwasgainedthroughreasonableconversionofsomeinterrelatedrules.Basedoninheriting theadvantagesoftraditionalhillclimbing,anewwaytosearchthekinematicinversesolutionofmulti一oint robot-intelligenthillclimbing,wasputforward.Moreover,thealgorithmwasdescribed,andtheintegrated flowchartwasgiven.Makinguseofthisnewway,kinematicinversesolutioncanbegottenconvenientlyand fastly,furthermore,itsnotnecessaryformatrixoperationandtriangulartransformation.Anditssuitablefor realtimecontrolforitsfastconvergencevelocity.Thefeasibilityandpracticabilitywereverifiedbysimulation Keywords:multi一ointrobot;kinematicinversesolution;step;intelligenthillclimbingalgorithm(IHCA) 机器人运动学逆解在机器人学中占有重要地位，它直接关系到运动分析、离线编程、轨迹规划等，是将 工作空间内机器人末端件的位置、姿势转化成关节量的方法. 国内外学者对机器人(包括冗余度机器人)运动学逆解的求取进行了广泛而深人的研究.有关机器人 逆解的求解方法很多，其中主要有下面一些:反变换(又称解析法和代数法)、旋量代数、对偶矩阵、对偶四 元素、迭代法和几何法，以及以这些方法为基础演变而成的一些方法等 〔〕‘.这些方法中有些计算量比较 小，适于实时计算，但只能得到局部最优解，关节运动不具有可重复性，如A.Liegeois提出的梯度投影 法I21,I.D.Walke:提出的约束变量法等(31;有些可以得到全局最优解，关节运动具有可重复性，但计算量 非常大，不适于实时控制，如K.Wazerounian利用最优控制理论建立边值问题的微分方程组，从而确定关 节转角[’]等. 在此，笔者试图寻求一种简捷、优化的算法来求取多关节工业机器人运动学逆解，这种方法无需矩阵 运算、三角