Planification de trajectoire à temps optimal d'un robot manipulateur à trois degrés de libertés

Abstract

Dans ce travail, nous avons fait l’étude et la programmation d’un algorithme de planification de trajectoire à temps optimale. Le chemin géométrique de l’outil est spécifié au départ et on procède au calcul de l’évolution dans le temps de l’outil sur ce chemin. L’idée de base sur laquelle est fondé cet algorithme est que pour une configuration donnée il y a toujours une vitesse limite maximale à partir de laquelle les actionneurs seront incapables de maintenir l’outil sur la trajectoire spécifiée, c'est-à-dire seront incapables de générer les couples nécessaires. Alors en se basant sur cette idée, on procède au calcul de l’accélération nécessaire pour chaque position, ensuite on utilise le profile obtenu pour le calcul de la trajectoire. Nous avons appliqué cet algorithme à un robot à trois degrés de liberté et un ensemble de chemins typiques de l’outil. Les résultats obtenus montrent la simplicité de la méthode et conduisent à une trajectoire à temps optimale. Notre présente étude commence par livrer des généralités et des définitions spécifiques au domaine de la robotique. Ensuite nous donnant une brève présentation de la cinématique et de la dynamique des robots manipulateurs, ainsi que l’explication des diverses méthodes de génération de la trajectoire. Nous enchainons au deuxième chapitre par un rappel sur la commande optimale en général et sur l’optimisation paramétrique. Au dernier chapitre, sont présentés les différents calculs effectués pour appliquer cette commande à un exemple (robot à trois degrés de liberté) ainsi que les résultats de simulation. Enfin, nous clôturons ce mémoire avec une conclusion générale.