基于粒子群的欠驅(qū)動平面機(jī)器人PID控制算法研究.pdf

1、由于對機(jī)器人輕量化和降低成本的要求越來越高，欠驅(qū)動機(jī)器人以其重量輕、體積小、具備形狀自適應(yīng)能力的優(yōu)勢日益凸顯，具有廣闊的應(yīng)用前景，逐漸成為機(jī)器人的一個(gè)研究熱點(diǎn)問題。欠驅(qū)動系統(tǒng)是一類具有非完整約束的系統(tǒng)，即輸入控制維數(shù)少于系統(tǒng)自由度個(gè)數(shù)的一類非線性系統(tǒng)。以往欠驅(qū)動機(jī)器人中的PID控制算法中參數(shù)依靠試湊獲得，很難獲得最佳的參數(shù)，此時(shí)就需要更為先進(jìn)的算法對PID控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　 粒子群算法是一種近些年來出現(xiàn)的一種生物啟發(fā)式的群體

2、智能優(yōu)化算法，在求解非線性等復(fù)雜問題時(shí)具有參數(shù)少、易于實(shí)現(xiàn)、收斂速度快的特點(diǎn)。但原始粒子群算法也出現(xiàn)了過早收斂、易陷入局部極值等問題，因而對粒子群算法進(jìn)行改進(jìn)研究具有重要的價(jià)值。
　　 本文針對欠驅(qū)動機(jī)器人和粒子群算法的特點(diǎn)提出基于粒子群算法的欠驅(qū)動機(jī)器人PID控制算法，通過粒子群算法自動對PID參數(shù)進(jìn)行整定，從而獲得較好的控制效果。首先利用拉格朗日方程建立了集中關(guān)節(jié)質(zhì)量的二關(guān)節(jié)和三關(guān)節(jié)的欠驅(qū)動機(jī)器人模型，在此模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了非