機(jī)器人非完整運動規(guī)劃與控制的研究.pdf

1、非完整性主要存在于空間漂浮系統(tǒng)和水下船體中，主要特點表現(xiàn)在由動量定理決定的系統(tǒng)空間位形在速度上的相互制約，但是不能把這種約束轉(zhuǎn)化成空間位形的相互關(guān)系，因此不能將系統(tǒng)的空間位形降維，對這種系統(tǒng)進(jìn)行路徑優(yōu)化時必須考慮這種非完整性對優(yōu)化的影響。 本論文首先介紹了非完整獨輪機(jī)器人的運動學(xué)性質(zhì)，然后根據(jù)相關(guān)的論文提出的方法進(jìn)行了仿真，包括牛頓算法，基于能量優(yōu)化的牛頓算法，牛頓算法和基于能量優(yōu)化的牛頓算法得到的路徑不是全局最優(yōu)路徑，并且得到

2、的路徑和初值有很大的關(guān)系。根據(jù)獨輪機(jī)器人的模型特點提出了一個新的路徑優(yōu)化方法，該方法是基于粒子群算法提出的，粒子群算法保留了基于種群的全局搜索特點，但是其采用的速度一位移模型操作簡單，避免了復(fù)雜的遺傳操作。但是其搜索空間的維數(shù)大是制約運算速度的主要因素，通過把控制空間分為受完整約束的子空間和受非完整約束的子空間，將控制空間的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換成第二個子空間的控制優(yōu)化的問題。降低了算法的搜索空間，因此可以很大的減小算法的運算時間。通過仿真得出基