مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی مسیر بهینه و بدون برخورد بازوی مکانیکی در حضور موانع بیضی گون با استفاده از الگوریتم ژنتیکی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
چکیده- در این مقاله طراحی مسیر بازوی مکانیکی با چند درجه آزادی در فضای سه بعدی با ارائه روش تحلیلی جدیدی برای پیشگیری از برخورد با موانع بیضی گون انجام شده است. برای تعیین مسیر بازوی مکانیکی و به منظور دستیابی سریع به جوابهای بهینه در فضای کاری پیچیده، نوعی الگوریتم ژنتیک با نرخ جهش فازی معرفی استفاده شده است. از چند جمله ای درونیاب اسپیلاین درجه سه برای تخمین هر یک از زوایای مفصلیاستفاده شده است. الگوریتم ژنتیک، تعدادی نقطه میانی را برای انجام انطباق منحنی با چند جمله ای درونیاب تعیین می کند تا با استفاده از آن بتوان تابع هدف مورد نظر را بهینه کرد. نتایج شبیه سازی، کارایی و توانایی روش ارائه شده را نشان می دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal Trajectory Planning and Obstacle Avoidance of a Manipulator in the Presence of Ellipsoidal Obstacles Using Genetic Algorithms

نویسنده English

Mahmood Karimi 1
1 Department of Mechanical Engineering K. N. Toosi University of Technology
چکیده English

Abstract - In this paper, an optimal trajectory planning method is presented for robot manipulators with multiple degrees of freedom in 3D space using a new analytical technique for collision avoidance in the presence of ellipsoidal obstacles. To generate the robot’s trajectory, a genetic algorithm with a fuzzy mutation rate is introduced to have a quick access to optimal solutions in a complex workspace. A cubic spline interpolation polynomial is applied to approximate trajectories in the joint space. In order to optimize the objective function, the genetic algorithm determines a number of interior points for curve fitting using interpolation polynomials. The performance of the proposed technique is demonstrated by simulations.

کلیدواژه‌ها English

genetic algorithms
Optimal Trajectory Planning
Robot Manipulators
Fuzzy Mutation Rate
Collision-Free Conditions