挖掘机多目标关节空间最优轨迹规划

为了确保挖掘机在作业过程中运动平稳、快速、节能,提出一种轨迹规划方法,即以挖掘机挖掘作业时间及挖掘作业能耗为优化目标,在关节空间分别对挖掘机各个关节采用4-3-3-3-4分段多项式插值,以确保各关节在运动过程中工作平稳,无较大冲击.以某型挖掘机为例,通过D-H法进行运动学逆解,将笛卡尔空间坐标转换至关节空间坐标,在满足约束的条件下,采用多目标粒子群优化(Multi-Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)算法对各个关节进行插值优化,并进行仿真.仿真结果证明,该轨迹规划方法能够准确地构造平滑轨迹,相比于仅仅以挖掘作业时间最短为目标进行规划,该轨迹规划方法在不同作业要求下对挖掘作业时间长、挖掘作业能耗大的问题都能起到一定的优化效果,为挖掘机的高效节能提供了保障.