摘要：為了實(shí)現(xiàn)超冗余機(jī)械臂的實(shí)時(shí)在線規(guī)劃,本文提出一種基于雅克比轉(zhuǎn)置矩陣的人工勢(shì)場(chǎng)軌跡規(guī)劃方法。軌跡規(guī)劃不僅要滿足末端跟蹤精度要求,而且要滿足關(guān)節(jié)速度和角度約束,關(guān)節(jié)速度主要由軌跡規(guī)劃算法的增益決定,而增益的大小決定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的好壞,通過(guò)優(yōu)化勢(shì)場(chǎng)函數(shù)和使用加權(quán)關(guān)節(jié)速度,在避免關(guān)節(jié)限制的前提下減小關(guān)節(jié)速度范數(shù),從而能選擇更大的增益。使用蒙特卡洛法建立最大關(guān)節(jié)速度與增益的關(guān)系,從而確定增益范圍。分別在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和軌跡跟蹤運(yùn)動(dòng)中選取不同的增益證明算法的正確性和有效性,并在軌跡跟蹤運(yùn)動(dòng)中引入速度前饋,通過(guò)李雅普諾夫穩(wěn)定性定理證明算法穩(wěn)定性。通過(guò)以超冗余機(jī)械臂為模型仿真驗(yàn)證,得出在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)下末端位置偏差小于10-4mm,姿態(tài)偏差小于1×10-5rad;軌跡跟蹤運(yùn)動(dòng)的位置偏差小于10-3mm,姿態(tài)偏差小于1×10-4rad。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,雖然實(shí)驗(yàn)過(guò)程中軌跡偏差相比于仿真增加一個(gè)數(shù)量級(jí),但仍符合實(shí)驗(yàn)任務(wù)需求。