Time-optimal trajectory optimization of serial robotic manipulator with kinematic and dynamic limits based on improved particle swarm optimization

粒子群优化 运动学 控制理论(社会学) 弹道 加速度 混蛋 角速度 数学 角加速度 计算机科学 数学优化 人工智能 物理 控制(管理) 量子力学 天文 经典力学
作者
Yu Jie Yang,Hongze Xu,Shaohua Li,Lingling Zhang,Xiuming Yao
出处
期刊:The International Journal of Advanced Manufacturing Technology [Springer Science+Business Media]
卷期号:120 (1-2): 1253-1264 被引量:34
标识
DOI:10.1007/s00170-022-08796-y
摘要

Abstract Effective motion control can achieve accurate and fast positioning and movement of industrial robotics and improve industrial productivity significantly. Time-optimal trajectory optimization (TO) is a great concern in the motion control of robotics and can improve motion efficiency by providing high-speed and reasonable motion references to the motion controller. In this study, a new time-optimal TO strategy, polynomial interpolation function (PIF) combined with improved particle swarm optimization (PSO) considering kinematic and dynamic limits, successfully optimizes the movement time of the PUMA 560 serial manipulator along a randomly assigned path. The 4-3-4 PIF is first used to generate the smooth and 3-order continuous movement trajectories of six joints in joint space. The PSO with cosine decreasing weight (CDW-PSO) algorithm further reduces the trajectories movement time considering the limits of the angular displacement, angular velocity, angular acceleration, angular jerk, and joint torque. Experimental results show that the CDW-PSO algorithm achieves a better convergence rate of 23 and a better fitness value of 2.46 compared with the PSO with constant weight and linearly decreasing weight algorithms. The CDW-PSO optimized movement time is reduced by 83.6% compared to the manually setting movement time value of 15. The proposed time-optimal TO strategy can be conducted easily and directly search for global optimal solutions without approximation of the limits. The optimized trajectories could be incorporated in the motion controller of the actual manipulators due to considering the kinematic and dynamic limits.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
思源的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
1秒前
Akim的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
田様的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
v0id的应助被www1采纳,获得10
2秒前
星辰大海的应助被大气颜演采纳,获得10
4秒前
核桃发布了新的文献求助10
5秒前
xpqiu完成签到,获得积分10
5秒前
独特的羊完成签到 ,获得积分10
6秒前
袁美杰发布了新的文献求助30
7秒前
bond完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
自然的涵瑶完成签到,获得积分10
10秒前
Ava的应助被rjy采纳,获得10
11秒前
11秒前
ying发布了新的文献求助10
13秒前
求文得文发布了新的文献求助10
13秒前
WJ98完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Hatter发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
朴素的幻然完成签到,获得积分10
16秒前
张书源发布了新的文献求助10
17秒前
研友_VZG7GZ的应助被cyyyyer采纳,获得10
17秒前
汉堡包的应助被求文得文采纳,获得10
19秒前
幽默麦片发布了新的文献求助10
20秒前
papers完成签到,获得积分10
20秒前
369ninja的应助被www1采纳,获得10
20秒前
22秒前
wuzhihong完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
24秒前
26秒前
26秒前
JamesPei的应助被大气颜演采纳,获得10
27秒前
zhovy完成签到,获得积分10
28秒前
爆米花发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143646
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9543053
关于积分的说明 21655365
捐赠科研通 7729203
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422144
关于科研通互助平台的介绍 2547427
邀请新用户注册赠送积分活动 2464950