[发明专利]一种基于NSGA-II算法的冗余度空间机械臂多目标优化方法

摘要

本发明实施例提供了一种基于NSGA‑II算法的冗余度空间机械臂多目标优化方法，包括：将空间机械臂操作空间点到点的转移任务从笛卡尔空间转换至关节空间，利用正弦七次多项式插值法对关节变量进行参数化处理，将获得的参数序列编码作为NSGA‑II算法种群中的个体；将各关节力矩均值和值最小、最大关节力矩最小及关节最大角速度最小作为优化目标，利用NSGA‑II算法对空间机械臂运行轨迹优化求解，从获得的Pareto非支配解集中选取最优解，该解所描述的运行轨迹能使各关节力矩均值和、最大关节力矩和关节最大角速度得到优化。根据本发明实施例提供的技术方案，在满足任务约束条件下执行操作空间中点到点转移任务时，依照上述规划路径运行能使空间机械臂多目标同时得以优化。

主权项

1.一种基于NSGA‑II的冗余度空间机械臂多目标优化方法，其特征在于，所述方法步骤包括：(1)将空间机械臂操作空间点到点的转移任务从笛卡尔空间转换至关节空间，利用正弦七次多项式插值法对空间机械臂关节变量进行参数化处理，将多项式系数序列进行编码获得NSGA‑II算法种群中的个体；(2)将空间机械臂各关节力矩均值和值最小、最大关节力矩最小以及关节最大角速度最小作为NSGA‑II算法的优化目标；(3)依据所述优化目标，利用NSGA‑II算法对空间机械臂运行轨迹进行优化求解，获得Pareto非支配解集；按照一定原则从得到的Pareto非支配解集中选取解，该原则具体为：当空间机械臂在执行大负载转移任务时，关节输出力矩则会相应增大，为保证空间机械臂的末端带负载能力，则需要优先选择使最大关节力矩较小的解；而当空间机械臂在执行空载转移任务时，为使其能耗降低，则将关节力矩均值和作为主要优化目标，在选取最优解时优先选取使关节力矩均值和较小的解；该解所描述的运行轨迹能使空间机械臂关节力矩均值和、最大关节力矩和关节最大角速度同时得到优化。