空间6R机械臂位置逆解的复合形差分进化算法

摘要

以6自由度TX60型Staubli工业机械臂为研究对象,通过运动学分析,建立求解该机械臂位置逆解的非线性方程组。以末端执行器位姿误差最小为目标函数,将非线性方程组转化为无约束优化模型,并应用差分进化算法(Differential evolution algorithm,DE)求解该问题。为克服基本DE难以平衡收敛精度和计算可靠性的缺陷,提出一种自适应分工复合形差分进化算法(Adaptive division complex DE algorithm,ADCDE),以增强优化性能。该算法将种群自适应划分为开采子群和勘探子群,前者采用DE/best/2/bin策略生成变异个体,而后者采用复合形算子生成变异个体。给出工程应用实例,应用ADCDE求串联机械臂的位置逆解。仿真结果表明,该算法的计算精度和可靠性优于对比算法,应用较少计算开销即可求出高精度位置逆解,且能求得所有可能逆解,验证了该方法的有效性和可行性。