第!"卷#第$期电#机#与#控#制#学#报5678!"168$##%&&’年!!月()(*+,-*#./*0-1(2#/13#*41+,4)169:%&&’######具有运动时间约束的机械手最优平滑轨迹规划刘松国，#朱世强，#吴文祥（浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州"!&&%;）摘#要：为了提高机械手在指定时间内完成运动任务的平滑性，提出一种最优平滑轨迹规划方法。采用七次<样条曲线插值关节位置序列，保证关节加加速度连续且关节启停速度、加速度和加加速度可设定。将运动学约束转化为<样条曲线控制顶点约束，以加加速度平方积分的最小值作为平滑性能指标，采用遗传算法对平滑性能指标和相应的时间节点向量全局寻优，进而规划出最优平滑轨迹，解决了现有平滑轨迹规划方法没有考虑加加速度累积效果和运动学、运动时间约束的问题。实验结果表明，该方法规划的轨迹具有加加速度平滑和加加速度累积最小的特点，与现有的三次样条轨迹相比，可有效降低轨迹跟踪误差。关键词：机械手；轨迹规划；最优平滑；<样条；遗传算法中图分类号：+=%>%:%文献标志码：/文章编号：!&&;?>>’@（%&&’）&$?&A’;?&$!"##$%&’(()#*$+",-$.,/’0$#.1*-,&&+&2"’$%#34+$%0#&($.,+&$#&$.,5’-+&2$+"’6#.",&+*7-,$#.()-B26CDEDF6，#G0B2HIEJIKCD，#LBLMCENIKCD（2OKOMPMQ)KR6ST7FIU=6VMW+WKCXYIXXI6CKCU*6COW67，GHMZIKCDBCI9MWXIOQ，0KCD[H6F"!&&%;，*HICK）89($.,0$：-C6WUMWO6IY\W69MWFCCICDXY66OHCMXX6SZ6ICOXVHI7MYKCI\F7KO6WXMNM]FOMKOWK9M7ICDOKX^ICUMSICIOMOIYM，KXY66OHCMXXE6\OIYK7OWKZM]O6WQ\7KCCICDYMOH6UIX\W6\6XMU:2M9MC6WUMW<EX\7ICMVKXKEU6\OMUO6ICOMW\67KOMZ6ICO\6XIOI6CXMJFMC]MX，X6]6COICF6FXZMW^VKXMCXFWMUKCUXOKWOEXO6\Z6ICO9M76]IOQ，K]]M7MWKOI6CKCUZMW^]KCRM]6CSIDFWMU:*6CXOWKICOX6CYKCI\F7KO6WX’^ICMYKOI]XVMWMOWKCXSMWWMUO6]6CEXOWKICOX6C]6COW67\6ICOX6S<EX\7ICMX，KCUDMCMOI]K7D6WIOHYVKXMN\76IOMUO6D76RK77QYICIYI[MOHMICOMDWK76SXJFKWMUZMW^KCUXMM^OHMK]]6WUICD6\OIYK7OIYMC6UMX，OHMCXY66OHCMXXE6\OIYK7OWKZM]O6WIMXVMWMDMCEMWKOMU，KCU\W6R7MYX7IMUICOHMMNIXOICDYMOH6UXIC]7FUICDOK^ICDC6KOOMCOI6CO6ZMW^K]]FYF7KOI6CKCU]6CXOWKICOX6C^ICMYKOI]X6WOWK9M7ICDOIYMVMWMX679MU:(N\MWIYMCOK7WMXF7OXXH6VOHKO，OWKZM]O6WIMXDMCMWKEOMURQOHM\W6\6XMU\7KCCMWHK9MOHMKU9KCOKDMX6S]6COICF6FXKCUYICIYFYK]]FYF7KOI9MZMW^，KCU]KCUM]WMKXMOWKZM]O6WQOWK]^ICDMWW6WXMSSM]OI9M7Q]6Y\KWICDO6OHMMNIXOICD]FRI]X\7ICMOWKZM]O6WIMX::’14#.3(：YKCI\F7KO6W；OWKZM]O6WQ\7KCCICD；XY66OHCMXXE6\OIYK7；<EX\7ICM；DMCMOI]K7D6WIOHY运行效率、平稳性、作业精确度和能量消耗具有重要引言;<<意义。机械手任务空间和关节空间的基本轨迹规划机械手轨迹规划是轨迹控制的基础，对机械手的方法已经成熟，但针对特定作业任务和性能指标的轨收稿日期：%&&A?!%?!A基金项目：浙江省科技面上项目（%&&A*%!!&$）作者简介：刘松国（!’A&—），男，博士，研究方向为计量测试技术、智能机器人；朱世强（!’$$—），男，教授，博士生导师，研究方向为智能机器人、机电液控制系统；吴文祥（!’A_—），男，博士研究生，研究方向为智能机器人。