随着工业自动化和智能制造技术的快速发展，机械臂作为重要的执行机构，在工业生产、智能制造、医疗手术等领域发挥着越来越重要的作用。本文研究了基于粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）的五自由度机械臂轨迹规划问题。针对复杂工作环境中机械臂的高效率、高精度运动要求，本文提出了一种改进的PSO算法，用于优化机械臂在特定任务中的运动轨迹。通过理论分析与MATLAB仿真验证，该算法能够确保机械臂在工作过程中加速度平滑无突变，轨迹精度高，同时使机械臂的工作时间达到最优。

针对碳纤维复合材料在航空航天领域的广泛应用，开展了铺放轨迹规划与后置处理算法研究。通过建立数学模型提出了基于几何约束的轨迹规划方法，设计了轨迹平滑与碰撞检测算法，研究开发了一套工业软件系统，实现了轨迹规划、后置处理及仿真验证功能，实验结果表明，该系统能够有效提高复合材料构件的铺放质量和效率，减少废品率，具有良好的工程应用价值，软件系统已在某航空制造企业得到实际应用，为复合材料构件的自动化制造提供了有力支持。