基于SA-PSO算法的挖掘机操作臂时间最优轨迹规划
【目的】针对单一智能算法优化作业轨迹时存在运行不稳定、优化效率低和陷入局部最优等问题,提出将模拟退火和粒子群算法相结合(Simulated Annealing and Particle Swarm Optimization, SA-PSO),对挖掘机操作臂的挖掘任务轨迹进行最优时间规划。【方法】首先,在D-H坐标系下,构造挖掘机操作臂的机构简图,建立其运动学模型;其次,采用4-3-3-3-4分段多项式进行插值,在关节速度和加速度约束下,通过SA-PSO算法对高效率挖掘任务轨迹进行优化;最后,在同一作业任务下,将差分进化算法(Differential Evolution algorithm, DE)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization algorithm, PSO)依次用于求取时间最优轨迹。【结果】试验结果表明,混合算法求得的最优时间轨迹作业效率更短、冲击最小,可有效减少对各关节液压缸的磨损;同时,混合算法求取最优轨迹所用时长最少,有助于提高挖掘机操作臂在实际工程作业的实时性。进一步,为了验证规划轨迹的可行性,将优化结果代入实物进行验证,结果表明,优化的轨迹可实现挖掘机操作臂的高效率、平稳作业。
机械传动
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