基于连续比例因子的冗余度机器人梯度投影算法

吉林大学学报(工学版) ›› 2009, Vol. 39 ›› Issue (05): 1257-1261.

基于连续比例因子的冗余度机器人梯度投影算法

孙奎¹,谢宗武¹,黄剑斌¹,刘宏^1,2

1.哈尔滨工业大学机器人研究所,黑龙江哈尔滨 150080；2.德国宇航中心机器人及机电一体化研究所,德国|慕尼黑

收稿日期:2007-01-30 出版日期:2009-09-01 发布日期:2009-09-01
通讯作者: 孙奎（1974-）,男,讲师,博士.研究方向:冗余度机器人运动学及动力学算法.Email:sun.kui@163.com E-mail:sun.kui@163.com
作者简介:孙奎（1974-）,男,讲师,博士.研究方向:冗余度机器人运动学及动力学算法.Email:sun.kui@163.com
基金资助:
长江学者和创新团队发展计划项目.

Gradient projection method of kinematic redundant manipulator based on continuous scale factor

SUN Kui¹,XIE Zong-wu¹,HUANG Jian-bin¹,LIU Hong^1,2

1.Robot Research Institute, Harbin Institute of Technology, Heilongjiang, Harbin, 150080, China；2.Institute of Robotics and Mechatronics, German Aerospace Center, DLR, 82230 Wessling, Germany

Received:2007-01-30 Online:2009-09-01 Published:2009-09-01

摘要/Abstract

摘要：

分析了冗余度机器人梯度投影法的研究现状，阐述了齐次解的比例因子的作用及其选择方法，提出了一种实时连续变化的比例因子计算方法。通过计算机仿真将所提出的逆运动学解方案同两个典型方案进行了比较。仿真结果表明，所提出的连续比例因子算法可以使机器人各关节角、角速度和角加速度的变化更加平滑和连续，克服了两种传统梯度投影法的缺陷。最后利用4自由度机械臂进行了实验，证明了算法的有效性。

关键词: 自动控制技术, 冗余度机器人, 梯度投影法, 比例因子

Abstract:

The status of gradient projection method of redundant manipulator is analysed, the effect and selection methods of the scale factor of the homogeneous solution is expatiated. A new method to calculate the scale factor is proposed which will make it changed continuously in real time. Computer simulation has been conducted to compare the new scheme with the other two typical ones, the results show that the new algorithm with the continuous scale factor can make the joints angle, joints velocity and joints acceleration of the manipulator more smoothly and continuously, it also can overcome the shortcoming of two traditional gradient projection methods. Experiment results with a 4 DOF manipulator verify the validity of the proposed algorithm.

Key words: automatic control technology, redundant manipulator, gradient projection method, scale factor

中图分类号:

TP242

孙奎, 谢宗武, 黄剑斌, 刘宏. 基于连续比例因子的冗余度机器人梯度投影算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(05): 1257-1261.

SUN Kui, XIE Zong-Wu, HUANG Jian-Bin, LIU Hong. Gradient projection method of kinematic redundant manipulator based on continuous scale factor[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(05): 1257-1261.

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