基于改进CMA-ES算法的机器人轨迹规划

摘要

针对工业机器人的关节状态无法达到最大约束而影响工作效率的问题,提出一种基于改进协方差矩阵自适应进化策略算法的时间最优轨迹规划方法。本文首先引入1/5成功理论来调整协方差矩阵自适应进化策略算法(CMA-ES)的种群规模和步长,以提高算法的寻优效率。然后以PUMA560工业机器人为例,规划传统的3-5-3多项式插值轨迹。最后,以时间最小为目标,罚函数法处理速度、加速度约束条件,利用改进CMA-ES算法对机器人的轨迹进行优化。仿真结果表明,改进后算法性能增强,采用改进CMA-ES算法优化后的轨迹时间明显比未优化更少,而且算法寻优时的收敛速度较快。算法具有有效性和可行性,提高了机器人的工作效率。

关键词