Un algoritmo híbrido de optimización de ballenas mejorado con recocido simulado para la planificación de trayectorias de robots cuadrúpedos
Autores: Xu, Ruoyu; Zhao, Chunhui; Li, Jiaxing; Hu, Jinwen; Hou, Xiaolei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un algoritmo híbrido de optimización de ballenas mejorado con recocido simulado para la planificación de trayectorias de robots cuadrúpedos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tradicional
Planificación de trayectorias
Optimización del tiempo
Robots cuadrúpedos
Algoritmo de optimización de ballenas
Recocido simulado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos tradicionales de planificación de trayectorias no pueden lograr la optimización del tiempo, lo que resulta en tiempos de respuesta lentos ante situaciones inesperadas. Para abordar este problema y mejorar la suavidad de las trayectorias articulares y el tiempo de movimiento de los robots cuadrúpedos, proponemos un método de planificación de trayectorias basado en la optimización del tiempo. Este enfoque mejora el algoritmo de optimización de ballenas con recocido simulado (IWOA-SA) junto con pesos adaptativos para evitar que el algoritmo de optimización de ballenas (WOA) caiga en óptimos locales y equilibrar sus habilidades de exploración y explotación. También utilizamos cadenas de Markov de la teoría de procesos estocásticos para analizar la convergencia global del algoritmo propuesto. Los resultados muestran que nuestro algoritmo de optimización tiene una mayor capacidad de optimización y estabilidad en comparación con seis algoritmos representativos que utilizan seis suites de funciones de prueba diferentes en múltiples dimensiones. Además, el algoritmo de optimización propuesto restringe de manera consistente la velocidad angular de cada articulación dentro del rango de restricciones cinemáticas y reduce el tiempo de ejecución de las articulaciones en aproximadamente un 6.25%, lo que indica la efectividad de este algoritmo.
Descripción
Los métodos tradicionales de planificación de trayectorias no pueden lograr la optimización del tiempo, lo que resulta en tiempos de respuesta lentos ante situaciones inesperadas. Para abordar este problema y mejorar la suavidad de las trayectorias articulares y el tiempo de movimiento de los robots cuadrúpedos, proponemos un método de planificación de trayectorias basado en la optimización del tiempo. Este enfoque mejora el algoritmo de optimización de ballenas con recocido simulado (IWOA-SA) junto con pesos adaptativos para evitar que el algoritmo de optimización de ballenas (WOA) caiga en óptimos locales y equilibrar sus habilidades de exploración y explotación. También utilizamos cadenas de Markov de la teoría de procesos estocásticos para analizar la convergencia global del algoritmo propuesto. Los resultados muestran que nuestro algoritmo de optimización tiene una mayor capacidad de optimización y estabilidad en comparación con seis algoritmos representativos que utilizan seis suites de funciones de prueba diferentes en múltiples dimensiones. Además, el algoritmo de optimización propuesto restringe de manera consistente la velocidad angular de cada articulación dentro del rango de restricciones cinemáticas y reduce el tiempo de ejecución de las articulaciones en aproximadamente un 6.25%, lo que indica la efectividad de este algoritmo.