Planificación de Trayectorias Óptimas de Tiempo-Jerk para Manipuladores Basada en un Algoritmo de Optimización de Sueños Multi-Objetivo Constrenido
Autores: Wu, Zhijun; Wang, Fang; Bao, Tingting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de Trayectorias Óptimas de Tiempo-Jerk para Manipuladores Basada en un Algoritmo de Optimización de Sueños Multi-Objetivo Constrenido
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Planificación de trayectorias
Optimización multiobjetivo
Manipuladores
B-splines
Minimización de sacudidas
Simulaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un método de planificación de trayectoria óptima multiobjetivo para manipuladores en este documento con el fin de mejorar la eficiencia del movimiento y reducir el desgaste de los componentes, asegurando al mismo tiempo la suavidad del movimiento. La trayectoria se interpola inicialmente en el espacio de juntas utilizando B-splines no uniformes quinticos con puntos virtuales, logrando la continuidad del movimiento de las juntas y satisfaciendo las restricciones dinámicas, cinemáticas, geométricas, de sincronización y de frontera. La interpolación reformula el problema de planificación de trayectoria en un problema de optimización, donde los intervalos de tiempo entre los puntos de referencia deseados sirven como variables. El tiempo de viaje y la integral del cuadrado del "jerk" a lo largo de toda la trayectoria comprenden las funciones multiobjetivo. Se diseña un algoritmo de optimización de sueños multiobjetivo con restricciones para resolver el problema de planificación de trayectoria óptima en función del tiempo y el "jerk" y generar soluciones de Pareto para trayectorias optimizadas. Las simulaciones realizadas en manipuladores de 6 grados de libertad validan la efectividad y superioridad del método propuesto en comparación con los métodos típicos de planificación de trayectoria existentes.
Descripción
Se propone un método de planificación de trayectoria óptima multiobjetivo para manipuladores en este documento con el fin de mejorar la eficiencia del movimiento y reducir el desgaste de los componentes, asegurando al mismo tiempo la suavidad del movimiento. La trayectoria se interpola inicialmente en el espacio de juntas utilizando B-splines no uniformes quinticos con puntos virtuales, logrando la continuidad del movimiento de las juntas y satisfaciendo las restricciones dinámicas, cinemáticas, geométricas, de sincronización y de frontera. La interpolación reformula el problema de planificación de trayectoria en un problema de optimización, donde los intervalos de tiempo entre los puntos de referencia deseados sirven como variables. El tiempo de viaje y la integral del cuadrado del "jerk" a lo largo de toda la trayectoria comprenden las funciones multiobjetivo. Se diseña un algoritmo de optimización de sueños multiobjetivo con restricciones para resolver el problema de planificación de trayectoria óptima en función del tiempo y el "jerk" y generar soluciones de Pareto para trayectorias optimizadas. Las simulaciones realizadas en manipuladores de 6 grados de libertad validan la efectividad y superioridad del método propuesto en comparación con los métodos típicos de planificación de trayectoria existentes.