一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，采用D

【技术实现步骤摘要】
一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法


[0001]本专利技术属于机器人运动求解
，具体涉及一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法。

技术介绍

[0002]为了更好地对冗余自由度机器人进行位置控制，需要快速求解冗余自由度机器人逆解。目前，求解冗余自由度机器人逆解的方法主要有几何解析法，伪逆法，智能算法等，但是，几何解析法需要满足特殊构型，伪逆法存在累积误差，传统的智能算法收敛速度不够快。传统的粒子群算法虽然应用广泛，但是存在收敛速度慢、易陷入局部极值的缺陷，所以，研究一种求解机器人运动学逆解的方法是很有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，解决了冗余自由度机器人逆解求解时速度慢，准确性不高的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1，采用D-H法建立机器人的正运动学模型；
[0006]步骤2，确定机器人各关节的角度范围；
[0007]步骤3，改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，采用D-H法建立机器人的正运动学模型；步骤2，确定机器人各关节的角度范围；步骤3，改进量子粒子群算法；步骤4，建立机器人逆解评价指标；步骤5，将所述机器人逆解评价指标作为优化目标，采用改进量子粒子群算法求解冗余自由度机器人逆解。2.如权利要求1所述的一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：机器人第i个关节变换矩阵为：式(1)中，为机器人第i个关节变换矩阵，d
i
为连杆长度，α
i
为连杆扭转角，a
i
为连杆偏移量，θ
i
为关节角；将机器人各关节的变换矩阵依次相乘，得到机器人的末端相对于基坐标的变换矩阵将机器人各关节的变换矩阵依次相乘，得到机器人的末端相对于基坐标的变换矩阵式(2)中，为机器人的末端相对于基坐标的变换矩阵；通过式(2)构建正运动学模型。3.如权利要求2所述的一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，其特征在于，步骤2具体为：根据工作空间的限制和工作任务的要求，确定机器人各关节的角度范围。4.如权利要求3所述的一种快速求解冗余自由度机器人逆解的方法，其特征在于，步骤3具体为：步骤3.1，初始化量子粒子群中M个粒子的位置向量，并计算各个粒子的适应度，设置最大迭代次数为T；步骤3.2，给粒子个体极值pbest及全局极值gbest赋初值；步骤3.3，设定自适应收缩-扩张系数β，β＝λ1×
rate+λ2×
ag+λ3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)，式(3)中，λ1＜0，λ2＞0，λ3＝1，rate＝f(mbest
t
)/f(mbest
t-1
)，表示量子粒子群算法在运行过程中全局最优值的变化速率，表示量子粒子群的当前聚集度，t为当前迭代次数；β是一个小于1.782的常数；
步骤3.4，根据式(4)计算量子粒子群平均最优位置：式(4)中，mbest
d
为量子粒子群平均最优位置，pbest
id
为粒子最优位置；步骤3.5，计算粒子的当前适应度值，并与前一代的适应度值进行比较，如果当前适应度值小于前一代适应度值，则将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文杰，曹玉婷，陈聪聪，王晓华，张蕾，何梦玲，麻健伟，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：