娄军强, 魏燕定, 李国平, 杨依领, 彭文飞

(1.宁波大学 机械工程与力学学院，浙江　宁波　315211;2.浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室, 浙江　宁波　315211; 3.浙江大学 现代制造工程研究所, 杭州　310027)

基于遗传优化算法的柔性机械臂抑振轨迹规划研究

娄军强1, 2, 魏燕定3, 李国平1, 2, 杨依领3, 彭文飞1, 2

(1.宁波大学 机械工程与力学学院，浙江宁波315211;2.浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室, 浙江宁波315211; 3.浙江大学 现代制造工程研究所, 杭州310027)

为了抑制柔性臂的弹性振动，提出一种结合遗传优化算法和多项式函数插值的抑振轨迹规划方法。基于假设模态法和Hamilton原理建立了柔性臂系统的动力学方程，揭示了抑振轨迹规划原理。在轨迹优化过程中，采用五次多项式函数构造运动轨迹控制点的基础位移值，以轨迹控制点的位移浮动值作为待优化变量，在满足初始和终止位置运动状态约束的前提下，基于遗传算法优化得到柔性臂振动能量最小的最优抑振轨迹。数值计算和实验结果验证了抑振轨迹规划方法的有效性。实验结果表明：与跟踪常规的五次多项式运动轨迹相比，柔性臂在跟踪最优抑振轨迹时的残余振动最大振幅减小了10倍左右，其衰减时间由12 s缩短为4.5 s，提高了柔性臂系统的定位控制精度，改善了系统的操作效率。

柔性机械臂；轨迹规划；振动抑制；遗传算法

近年来，柔性机械臂在工业机械及航空航天领域得到了广泛应用[1]。与传统的刚性机械臂相比，柔性臂……