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3軌跡規(guī)劃及其動力學(xué)優(yōu)化

3.1引言

軌跡規(guī)劃是機器人運動控制的基礎(chǔ)，軌跡規(guī)劃的結(jié)果直接影響機器人工作過程中控 制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其可靠性。合理的軌跡規(guī)劃能夠使機器人順利完成空間復(fù)雜的軌跡曲 線，并準(zhǔn)確、快速、平穩(wěn)的到達位置，因此，機器人的軌跡規(guī)劃算法研宄具有重要 的理論意義和工程價值。

按軌跡規(guī)劃的空間分類，軌跡規(guī)劃方法可分為關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃法和工作空間軌跡 規(guī)劃法。在關(guān)節(jié)空間內(nèi)對機器人進行軌跡規(guī)劃，得到的關(guān)節(jié)空間運動學(xué)擬合曲線可直接 用于機器人的運動控制，擬合曲線不需要運動學(xué)逆解轉(zhuǎn)換，不會發(fā)生機構(gòu)的奇異現(xiàn)象; 在工作空間內(nèi)對機器人進行軌跡規(guī)劃，得到的工作空間內(nèi)的擬合曲線需要利用運動學(xué)逆 解轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間，再將得到的關(guān)節(jié)空間內(nèi)的擬合曲線用于機器人的運動控制，轉(zhuǎn)換過 程中可能存在轉(zhuǎn)換矩陣的奇異問題，但是，在一般情況下，在工作空間中進行軌跡規(guī)劃 得到的擬合曲線一般具有優(yōu)良的工作空間性能。為了進一步研宄比較Delta機器人關(guān)節(jié) 空間和工作空間軌跡規(guī)劃優(yōu)缺點，本章將會分別使用關(guān)節(jié)空間和工作空間軌跡規(guī)劃法對 Delta機器人進行軌跡規(guī)劃，并進行相應(yīng)的動力學(xué)優(yōu)化。終，將關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃和工 作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果進行對比，得到兩種軌跡規(guī)劃方法各自的優(yōu)勢，進而，提出新型的 關(guān)節(jié)空間和工作空間的混合軌跡規(guī)劃方法及其動力學(xué)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。

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