Planificación de Movimiento de Simulador Terrestre para Objetivo Espacial Inestable Basado en Ahorro de Energía
Autores: Bai, Xinlin; Li, Xiwen; Zhao, Zhen; Yang, Mingyi; Zhang, Zhang; Xu, Zhigang; Liu, Mingyang; Xia, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Planificación de Movimiento de Simulador Terrestre para Objetivo Espacial Inestable Basado en Ahorro de Energía
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Ahorro de energía
Planificación de movimientos
Juntas de robots
Experimento en el suelo
Simulador de movimientos
Algoritmo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Para lograr la trayectoria de movimiento de alta precisión en el experimento terrestre del objetivo inestable espacial (SIT) mientras se reduce el consumo de energía del simulador de movimiento, se propone un método de planificación de movimiento robótico basado en el ahorro de energía. Se diseña un sistema de experimento de movimiento robótico terrestre basado en observables para el SIT y se ilustra el proceso de planificación del movimiento. Se establece un modelo matemático de optimización discreta del consumo de energía del simulador de movimiento. Se da la forma general de movimiento de las articulaciones del robot en la prueba terrestre. Se resuelve la trayectoria óptima de las articulaciones del simulador de movimiento basada en el consumo de energía bajo una configuración de singularidad discontinua mediante la construcción de la trayectoria dirigida de consumo de energía completa y el algoritmo de Dijkstra. Se utiliza un método mejorado al agregar el algoritmo de optimización global para desacoplar las articulaciones acopladas del robot y obtener la trayectoria de consumo de energía mínima bajo la configuración de singularidad continua del simulador de movimiento. Se llevan a cabo simulaciones para verificar la solución propuesta. Los datos de simulación muestran que el ahorro total de energía de las articulaciones del simulador de movimiento que adoptan el método propuesto bajo la condición de configuración no singular, el movimiento acoplado de las articulaciones con configuración de singularidad continua, y la coexistencia de la trayectoria no singular y la trayectoria de singularidad continua son, respectivamente, 72.67%, 28.24% y 62.23%, lo que demuestra que el método propuesto puede cumplir con los requisitos de simulación de movimiento terrestre para el SIT y ahorrar energía de manera efectiva.
Descripción
Para lograr la trayectoria de movimiento de alta precisión en el experimento terrestre del objetivo inestable espacial (SIT) mientras se reduce el consumo de energía del simulador de movimiento, se propone un método de planificación de movimiento robótico basado en el ahorro de energía. Se diseña un sistema de experimento de movimiento robótico terrestre basado en observables para el SIT y se ilustra el proceso de planificación del movimiento. Se establece un modelo matemático de optimización discreta del consumo de energía del simulador de movimiento. Se da la forma general de movimiento de las articulaciones del robot en la prueba terrestre. Se resuelve la trayectoria óptima de las articulaciones del simulador de movimiento basada en el consumo de energía bajo una configuración de singularidad discontinua mediante la construcción de la trayectoria dirigida de consumo de energía completa y el algoritmo de Dijkstra. Se utiliza un método mejorado al agregar el algoritmo de optimización global para desacoplar las articulaciones acopladas del robot y obtener la trayectoria de consumo de energía mínima bajo la configuración de singularidad continua del simulador de movimiento. Se llevan a cabo simulaciones para verificar la solución propuesta. Los datos de simulación muestran que el ahorro total de energía de las articulaciones del simulador de movimiento que adoptan el método propuesto bajo la condición de configuración no singular, el movimiento acoplado de las articulaciones con configuración de singularidad continua, y la coexistencia de la trayectoria no singular y la trayectoria de singularidad continua son, respectivamente, 72.67%, 28.24% y 62.23%, lo que demuestra que el método propuesto puede cumplir con los requisitos de simulación de movimiento terrestre para el SIT y ahorrar energía de manera efectiva.