機(jī)器人高速運(yùn)動(dòng)免疫控制方法研究.pdf

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1、2013年2月機(jī)床與液壓Feb．2013第41卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．03．020機(jī)器人高速運(yùn)動(dòng)免疫控制方法研究丁度坤(東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，廣東東莞523808)摘要：對(duì)高速運(yùn)動(dòng)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行深入研究。搭建了6自由度機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的免疫克隆算法，構(gòu)建免疫PID控制器，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。最后，對(duì)提出的運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。結(jié)果表明，所構(gòu)建的免疫PID控制器，動(dòng)態(tài)性能好，跟蹤精度高(±0．08mm以內(nèi))，能滿足機(jī)

2、器人高速運(yùn)動(dòng)控制的要求，從而為機(jī)器人的高速運(yùn)動(dòng)控制提供一種新的思路。關(guān)鍵詞：機(jī)器人；免疫克隆算法；免疫PID中圖分類號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3881(2013)3—074—3ResearchofImmuneControlMethodinRobotHighSpeedMotionDINGDukun(DepartmentofMechatronicEngineering，DongguanPolytechnic，DongguanGuangdong523808，China)Abstract：Thedeepresearchontherobotmotionintelli

3、gentcontrolmethodunderahighspeedhasbeenmade．Firstly，theex—perimentalplatformfor6-DOFrobotwassetup，andonthisbasis，theimprovedimmuneclonealgorithmwasproposed，andtheim—muneproportionalintegraldifferential(PID)controllerwassetup，whichwasappliedtotherobotmotioncontrolinrealtime．Intheend，analysiso

4、fseveralexperimentswasdonetotheproposedmotioncontrolmethod．TheresultsshowthattheimmunePIDcontrollerhasbetterdynamicperformanceandhighertrackingprecision．whichislessthan±0．08mm．ThecontrolstrategycanmeettheneedofrobotmotioncontrolinhJghspeed，therebyprovidesanewmethodtohighspeedmotioncontrolofr

5、obot．Keywords：Robot；Immuneclonealgorithm；ImmunePID近年來，隨著勞動(dòng)力成本的持續(xù)上漲，機(jī)器人作1自研發(fā)機(jī)器人樣機(jī)平臺(tái)為一種新興的自動(dòng)化設(shè)備，在社會(huì)各領(lǐng)域均得到了廣自主研制的垂直關(guān)節(jié)型的6自由度機(jī)器人樣機(jī)可泛的應(yīng)用。機(jī)器人在工業(yè)中的應(yīng)用主要用于焊接、搬用于搬運(yùn)、焊接、噴涂等領(lǐng)域，其實(shí)物如圖1所示。運(yùn)、噴涂、裝配等，同時(shí)在采礦、農(nóng)業(yè)、物流、軍事機(jī)器人的控制系統(tǒng)采用了二級(jí)控制模式，工控機(jī)作為等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度，第一級(jí)控制器，負(fù)責(zé)可提高其生產(chǎn)效率。但與此同時(shí)，也會(huì)使機(jī)器人的機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度、機(jī)器人各關(guān)節(jié)的插補(bǔ)運(yùn)械系統(tǒng)

6、、控制系統(tǒng)處于一種極不穩(wěn)定的極端狀態(tài)，這算以及對(duì)機(jī)器人的實(shí)種狀態(tài)會(huì)影響其運(yùn)動(dòng)精度。如何使高速運(yùn)動(dòng)條件下的時(shí)控制。PMAC運(yùn)動(dòng)機(jī)器人保持一種穩(wěn)定、高精度的狀態(tài)，成為自動(dòng)控制控制卡作為第二級(jí)的領(lǐng)域的一道難題。為此，各國機(jī)器人領(lǐng)域的專家、學(xué)控制器可根據(jù)上位機(jī)者進(jìn)行了不懈的努力，分別從機(jī)器人的機(jī)構(gòu)、動(dòng)力發(fā)送的控制指令，完學(xué)、控制算法等方面人手，取得了不少階段性的成成對(duì)機(jī)器人各關(guān)節(jié)的果。。目前已有的各種方法，往往較為復(fù)雜，難以運(yùn)動(dòng)控制。兩級(jí)控制滿足機(jī)器人實(shí)時(shí)性控制要求。器通過PCI總線通訊，作者提出了一種改進(jìn)的免疫PID控制，以傳統(tǒng)的示教盒與工控機(jī)通過PID控制為主控制器，采用免疫算法可

7、根據(jù)機(jī)器人的圖1機(jī)器人樣機(jī)實(shí)物RS232總線通訊。控制情況不斷改進(jìn)PID系數(shù)(即比例系數(shù)k積分2免疫PID控制算法系數(shù)ki、微分系數(shù)k)，以達(dá)到一種最佳的控制2．1免疫PID控制原理效果。傳統(tǒng)的PID控制因其簡單、有效，至今仍在自動(dòng)收稿日期：2011—12—31基金項(xiàng)目：東莞市高等院校科研機(jī)構(gòu)科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助(2011108102034)作者簡介：丁度坤，博士，講師，主要從事人工智能、機(jī)器人的研究。E—mail：dukunding@163．corn。第3期丁度坤：機(jī)器人高速運(yùn)動(dòng)免疫控制方法研