居鶴華，付　榮
北京工業大學電子信息與控制工程學院，北京

摘　　　要：由于多項式插值軌跡規劃具有階次高、沒有凸包性質等特點，傳統優化方法難以應用的特點，根據機械臂運動學約束，提出了關節空間基于遺傳算法（ＧＡ）的３�玻氮玻扯囗検讲逯弟壽E規劃算法。利用運動學約束，以較優時間為目標，針對關節型機器人在靜態環境下的點到點的軌跡規劃問題，利用ＧＡ算法解算多項式插值的時間。通過與基于ＰＳＯ的３�玻氮玻扯囗検綑C械臂軌跡規劃運動位置、速度、加速度曲線對比，證明該方法在運行時間和運行平穩度上都有突出優點。

關　鍵　詞：機械臂；軌跡規劃；時間較優；遺傳算法；多項式插值

１　引　言
機械臂軌跡規劃的算法中，對較優時間下機器人軌跡規劃算法研究的較多。近年來，采用智能方法優化軌跡方法成為熱點。其目的是在給定其路徑點的情況下，使其性能和時間較優。孫亮［１］在逆運動學基礎上采用基本樣條插值方法對機械臂軌跡規劃作為研究，但未考慮到優化問題。于乃功［２］針對二自由度機械手動力學模型提出了一種神經網絡與逆模控制相結合的控的軌跡規劃，但不適用于多自由度系統。朱世強、徐向榮等提出了采用３�玻氮玻硺訔l函數法對機器人軌跡進行規劃［３�玻矗�。文獻［５］對文獻［４］進行了修正，但基于多項式插值的軌跡規劃具有階次高、沒有凸包性質等特點，使其很難用傳統方法優化，利用智能方法優化軌跡規劃的插值時間，使多項式插值可以應用到更高要求的軌跡規劃中。粒子群算法（ＰＳＯ）結構簡單、參數易調整，是控制優化里使用頻率較多的一種。文獻［６�玻罚莶捎茫校樱纤惴▽�空間機器人進行動力學約束的時間較優軌跡規劃。遺傳算法［８］提供了一種求解復雜系統優化問題的通用框架，它不依賴于問題的具體領域，對問題的種類有很強的魯棒性，廣泛應用于機械臂軌跡規劃方面。甘亞輝、張勇提出利用遺傳算法方法優化多項式規劃運行軌跡實現機械臂避障高性能功能［９�玻保埃�。本文提出基于ＧＡ的時間較優３�玻氮玻硺訔l插值機械臂軌跡規劃。考慮運動學約束，實現運行時間和平穩性性能優化。針對ＣＨ２型月球車上驅動相機盒運動六自由度正交解耦機械臂進行仿真實驗，與基于ＰＳＯ的時間較優３�玻氮玻硺訔l插值機械手臂軌跡規劃的運動位置、速度、加速度曲線對比，證明該方法在運行時間和運行平穩度上都有突出優點。

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