一种针对多项在轨任务的主从优化方法技术

本发明专利技术公开了一种针对多项在轨任务的主从优化方法，先根据主层基于该层的目标要求，得到最优沿途点序列；再根据附属层基于主层的沿途点序列，并结合该层的目标要求与理论方程，得到机器人的关节运动；最后附属层将优化结果传递至主层，主层根据其目标要求和附属层的优化结果，对沿途点序列进行改进，并将其传递至附属层，若满足指标要求，则循环结束。本发明专利技术采用基于集合偏序关系的改进遗传算法，对基于多项任务的主从优化问题进行寻优求解。算法形式直观、运行时间短、寻优结果精度高，可实现在所有沿途点处的实际位姿与期望位姿误差之和为零。此外，该算法基于正运动学方程，可避免空间机器人运动过程中的奇异性。

A master-slave optimization method for a number of orbiting tasks

The invention discloses a method for a number of tasks in orbit master-slave optimization method, according to the main layer of the layer based on the target, the optimal point along the sequence; then according to the layer along the main subsidiary layer based on the sequence, and combined with the requirements of the layer and the theoretical equations of motion joint robot; finally the optimization results are transferred to the subsidiary layer main layer, the main layer according to the optimization results the goal and subsidiary layer, on the way point sequence was improved, and transmit it to the affiliated layer, if meet the requirements, then the loop terminates. The invention adopts the improved genetic algorithm based on the set partial order relation, and optimizes the solution of the master-slave optimization problem based on the multinomial task. The algorithm has the advantages of intuitive form, short running time and high precision of searching results. The sum of the actual pose and the expected position error at all the points along the route can be zero. In addition, the algorithm is based on the forward kinematics equation, which can avoid the singularity in the motion of the space robot.

【技术实现步骤摘要】
一种针对多项在轨任务的主从优化方法
本专利技术属于航天器操作规划
，具体涉及一种针对多项在轨任务的主从优化方法。
技术介绍
近几十年，空间机器人被用于执行大量的轨道任务，如空间站组装、轨道碎片清理。由于操作规划是利用空间机器人顺利完成任务的基础，研究机器人操作规划成为近年来的焦点。目前，对空间机器人操作规划的研究主要分为两类：任务空间中的点到点规划和关节空间中的构型到构型规划。工业生产中，经常利用机器人连续执行多项任务，以达到提高生产率、节约成本的目的。目前对工业机器人多任务操作规划问题的研究已较为成熟，文献[4]总结了工业机器人连续执行多项任务过程中任务序列问题的研究方法，但并未涉及各关节的运动变化。此外，文献[5]以机器人远距离激光焊接为背景，研究了任务序列和机器人末端执行器路径规划问题，但也未考虑机器人的关节运动。由于轨道环境中燃料极其宝贵，利用空间机器人连续执行多项任务有助于节省燃料。因此，研究空间机器人连续执行多项任务的操作规划问题是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种针对多项在轨任务的主从优化方法，用于解决空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对多项在轨任务的主从优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、主层基于该层的目标要求，得到最优沿途点序列；S2、附属层基于主层的沿途点序列，并结合该层的目标要求与理论方程，得到机器人的关节运动；S3、附属层将优化结果传递至主层，主层根据其目标要求和附属层的优化结果，对沿途点序列进行改进，并将其传递至附属层，若满足指标要求，则循环结束。

【技术特征摘要】
1.一种针对多项在轨任务的主从优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、主层基于该层的目标要求，得到最优沿途点序列；S2、附属层基于主层的沿途点序列，并结合该层的目标要求与理论方程，得到机器人的关节运动；S3、附属层将优化结果传递至主层，主层根据其目标要求和附属层的优化结果，对沿途点序列进行改进，并将其传递至附属层，若满足指标要求，则循环结束。2.根据权利要求1所述的一种针对多项在轨任务的主从优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体如下：S11、采用实数编码制初始化种群；S12、计算适应度值，得到路径长度；S13、采用选择、交叉和变异，并将步骤S12的计算结果与前一次迭代计算结果进行比较，选择较优者。3.根据权利要求2所述的一种针对多项在轨任务的主从优化方法，其特征在于，主层所述最优沿途点序列为：其中，n为沿途点数，xi为第i个时刻经过的沿途点的位置，为沿途点xi与沿途点xi+1之间的距离。4.根据权利要求1所述的一种针对多项在轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱战霞，赵素平，唐必伟，靖飒，张红文，袁建平，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61