摘要：為了實現(xiàn)超冗余機械臂的實時在線規(guī)劃,本文提出一種基于雅克比轉(zhuǎn)置矩陣的人工勢場軌跡規(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,通過優(yōu)化勢場函數(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。分別在點對點運動和軌跡跟蹤運動中選取不同的增益證明算法的正確性和有效性,并在軌跡跟蹤運動中引入速度前饋,通過李雅普諾夫穩(wěn)定性定理證明算法穩(wěn)定性。通過以超冗余機械臂為模型仿真驗證,得出在點對點運動下末端位置偏差小于10-4mm,姿態(tài)偏差小于1×10-5rad;軌跡跟蹤運動的位置偏差小于10-3mm,姿態(tài)偏差小于1×10-4rad。最后進行實驗驗證,雖然實驗過程中軌跡偏差相比于仿真增加一個數(shù)量級,但仍符合實驗任務(wù)需求。