遗传算法优化的运动冗余3-PRRR平面并联机械手控制研究

摘要

针对传统3-RRR平面并联机械手在奇点位置需要致动力矩无限大,无法实现平滑轨迹跟踪的问题,提出平面3-PRRR冗余并联机械手构形,基于雅可比矩阵方法建立了机械手的致动力矩模型.为避免运动奇点,提出一种利用二进制编码遗传算法,实现运动冗余平面并联机构跟踪期望轨迹的最小驱动力矩的优化方法.通过数学软件Matlab/Simulink对直线运动轨迹的非冗余3-RRR机械手、1-DOKR、2-DOKR和3-DOKR冗余机械手进行仿真,并进行了对比分析.结果表明:在轨迹上通过奇异点时,冗余机械手的输出力矩为较低的有限值,其致动力矩远低于非冗余机械手,随着自由度的增大,致动力矩进一步减小,最小致动力矩仅为原来的5.7%,证明了运动冗余的有效性.