ロボットマニピュレータの軌跡計画は、追従精度、アクチュエータの負荷、および全体的な実行動作に大きな影響を与えます。三次、五次、台形速度プロファイルなどの古典的な計画手法は、シンプルさと滑らかさで広く採用されていますが、これらはあくまで運動学的なものであり、軌跡生成時にシステムダイナミクスと制御努力を考慮していません。その結果、名目上は滑らかな軌跡であっても、実行時には非効率な非線形挙動を示し、補正制御の負担が増加してしまいます。 本研究では、マニピュレータのダイナミクスとアクチュエータ努力を有限ホライズン定式化内に明示的に組み込む、制御を考慮した最適軌跡計画フレームワークを提案しています。大規模なポイント間移動の近似精度を向上させるため、中点線形化戦略が導入されました。従来の比較研究と異なり、この手法は同一のクローズドループ非線形実行条件下で、軌跡生成の効果を公正かつ独立に評価できます。 そのため、全ての計画手法が同一の非線形ダイナミクス、制御器構造、およびアクチュエータ制約条件下で実行される統一的な評価フレームワークが開発されました。非線形化された簡略UR5マニピュレータのシミュレーション結果によると、提案手法は古典的方法と比較して追従誤差、補正トルク、クローズドループ実行コストを一貫して低減し、全ての評価シナリオにおいてアクチュエータ努力と実行コストで大幅な削減を実現しています。これは、運動学的な滑らかさだけでは動的に効率的な実行を保証しないことを示しています。