Оптимизация траекторий промышленных манипуляторов методом моментов

Аннотация

Современные роботизированные комплексы широко применяются в промышленности для выполнения задач, требующих высокой точности, скорости и надежности, а существующее оптимальное управление движением промышленных манипуляторов сталкивается с рядом проблем, связанных с ограничениями на энергопотребление, вычислительных ресурсов контроллеров, также с динамическими характеристиками системы. В условиях, когда необходимо учитывать ограничения на ускорение, возможные внешние возмущения, традиционные методы оптимального управления, такие как динамическое программирование и численные решения краевых задач, оказываются вычислительно сложными и не всегда применимыми в системах реального времени. Метод моментов и его модификации позволяют построить унифицированный алгоритм, обеспечивающий минимизацию функционала затрат при соблюдении заданных ограничений. Основное преимущество метода моментов заключается в его вычислительной эффективности, что делает его важным инструментом для применения в роботизированных системах. Научная новизна исследования заключается в разработке итерационного метода, позволяющего находить оптимальные управляющие воздействия без необходимости решения сложных краевых задач. Предложенный авторами подход позволяет адаптировать управляющее воздействие в зависимости от изменяющихся условий работы манипулятора, для промышленных процессов, где требуется высокая гибкость управления. Проанализированы математические аспекты метода моментов, алгоритм его адаптации к задачам управления траекторией промышленных манипуляторов, исследована практическая значимость данного подхода для роботизированных систем управления. Полученные результаты доказывают, что метод моментов является перспективным для оптимизации движения манипуляторов в условиях ресурсных ограничений, и может быть интегрирован в системы адаптивного управления промышленными роботами.