位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
空间6R机械臂位置逆解的复合形差分进化算法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2014.6
  • 页码:45-52
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论] TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学机电工程学院,徐州221116, [2]泸州职业技术学院工程机械智能优化设计泸州市重点实验室,泸州646005, [3]重庆工程职业技术学院机械工程学院,重庆400037, [4]重庆工商大学机械工程学院,重庆400067
  • 相关基金:国家自然科学基金(51075417,51105397)、四川省教育厅重点科技计划(14ZA0333)、人工智能四川省重点实验室开放基金(2013RYJ-02)、重庆市教育委员会科学技术研究(KJl403201)和泸州市科技计划(2013-S-44(8/8))资助项目.
  • 相关项目:少自由度并联机构过约束特性及其作用机制与配置策略的研究
中文摘要:

以6自由度TX60型Staubli工业机械臂为研究对象,通过运动学分析,建立求解该机械臂位置逆解的非线性方程组。以末端执行器位姿误差最小为目标函数,将非线性方程组转化为无约束优化模型,并应用差分进化算法(Differential evolution algorithm,DE)求解该问题。为克服基本DE难以平衡收敛精度和计算可靠性的缺陷,提出一种自适应分工复合形差分进化算法(Adaptivedivision complex DE algorithm,ADCDE),以增强优化性能。该算法将种群自适应划分为开采子群和勘探子群,前者采用DE/best/2/bin策略生成变异个体,而后者采用复合形算子生成变异个体。给出工程应用实例,应用ADCDE求串联机械臂的位置逆解。仿真结果表明,该算法的计算精度和可靠性优于对比算法,应用较少计算开销即可求出高精度位置逆解,且能求得所有可能逆解,验证了该方法的有效性和可行性。

英文摘要:

A 6-DOF Stautli industrial robot manipulator of TX60 type is regarded as the research object, and then nonlinear equations are constructed to solve its inverse positional problems by means of kinematics analysis. Taking the minimizing pose error of the end-effector as the objective function, this study transforms the nonlinear equations into an unconstrained optimization model and employs a differential evolution (DE) algorithm to solve this problem. To overcome the defects of the simple DE algorithm that is difficult to keep balance between the convergence accuracy and the calculation reliability, an adaptive division complex DE (ADCDE) algorithm is presented to enhance its optimizing performance. This proposed algorithm divides adaptively the population into exploitation and exploration subgroups, furthermore, the former and latter apply the DE/best/2/bin strategy and the complex operator to generate mutation individuals, respectively. With a study case for engineering application, the ADCDE algorithm is implemented to find the inverse positional solutions of a serial robot manipulator. Simulation results indicate that the presented algorithm outperforms the compared algorithms in term of computational precision and reliability, and the inverse solutions with high precision and all possible ones can be obtained by this algorithm with light calculation cost. Moreover, these results also verify the effectiveness and feasibility of this approach.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603