機器手臂路徑之最佳規劃

Abstract

由於一些物理上的限制條件和迥度的非線性特性，使得直接應用最佳控制（Optimum control ）理論於機器手是十分困難的工作。所以另外的一個解決方式就是將此問題 分成二個部分： （１）離線（on line ）規劃出最佳路徑。 （２）繼之以線上（on line ）的路徑追蹤（path tracking ）。 本文將有系統的歸納及介紹第一部分，並將其工作區分成四個步驟： （１）利用非線性規劃（nonlinear programming ）求得在直角座標路徑上之一組時 間表，使得機器手運動的時間為最短。 （２）在直角座標路徑上找出一序列的點，每個點皆以位置和方向矩陣表之。 （３）將這一序列的點轉換至關節座標系統上。 （４）以合適的曲線取代關節座標系統上這一序列的點。 在第２步驟，本文將Paul的方法君以改良以簡化運算的過程。在第３步驟，將Paul和 Orin的優點加以結合，使得Jacobian矩陣的運算更為快速。在第４步驟，提出新的方 法，使得求出的曲線更精確且減少表示此曲線所需的係收。最後將以上四步驟程式化 ，以便實際應用於工業機器手上。