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机械设计与制造2026年第02期:面向冗余机械臂逆运动学求解的差分进化算法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:罗双宝;秦国栋;强华;王晓阳;

单位:重庆人文科技学院机电与信息工程学院;中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所;

摘要:针对机械臂构型不满足Pieper准则的冗余机械臂,其逆运动学无法使用分离变量的方式进行求解,提出了一种双策略混沌逃逸差分进化算法(Dual-strategy chaotic escape differential evolution algorithm,DCDE)用于解决该问题。为充分利用差分进化算法的种群个体信息,基于种群均值信息将种群个体区分为优势个体和劣势个体,并针对不同个体采用不同的变异方式;为避免算法进入局部最优陷入停滞时,基于Kent映射提出一种混沌逃逸操作。新的变异方式和混沌逃逸操作与基本差分进化算法相结合,形成具有兼顾全局搜索能力和局部搜索能力的双策略混沌逃逸差分进化算法。以iiwa7 7自由度冗余机械臂的逆运动学为例进行了单点逆解求解实验和连续轨迹仿真实验,并将DEr1、DEb1、ABC和PSO算法作为比较算法。实验结果表明,DCDE算法性能均优于其他几种比较算法。

关键词:Pieper准则;;冗余机械臂;;逆运动学;;差分进化算法;;Kent映射

基金资助:国家自然科学基金资助项目(12305251);; 重庆市科技局自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-MSX1069);; 重庆市教委科学研究计划项目青年项目(KJQN202201801);重庆市教委科学研究计划项目重点项目(KJZD-K202201801)