Algoritmo estocástico para la optimización de la trayectoria de un robot

Abstract

Debido al alto nivel de complejidad y dificultad que plantea la solución de problemas de programación semi-infinita SIP, donde el conjunto factible plantea además de un número finito de restricciones un número infinito de ellas (debido a que están en función del tiempo); se han desarrollado diferentes métodos que buscan una mejor solución con menor esfuerzo computacional. Dentro de este trabajo de grado se desarrolló una versión mejorada del método estocástico de aproximaciones externas, siendo el único aplicado en el campo de la robótica para la solución de este tipo de problemas de posicionamiento y optimización de trayectorias de un brazo robot. Este trabajo de grado presenta el desarrollo de un algoritmo estocástico de aproximaciones externas y su proceso de simulación correspondiente, implementado en una herramienta computacional prototipo basada en Matlab; a fin de optimizar el tiempo total de desplazamiento de un brazo robot, de tal forma que las trayectorias de sus articulaciones cumplan con restricciones mecánicas tales como velocidad, aceleración, potencia, entre otras. El algoritmo desarrollado lleva el problema original con el conjunto infinito de restricciones, a una sucesión de problemas clásicos de programación lineal o no lineal sobre un conjunto finito de restricciones, mediante el empleo de la función “fmincon” de MATLAB. El trabajo presenta además de los resultados obtenidos de la aplicación del método de aproximaciones externas, el modelo matemático empleado y la comparación de los resultados obtenidos con uno de los métodos más usados: el método de discretización.