基于智能算法的连杆机器人控制研究

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1、分举县，j／＼●UDC密级学位论文基于智能算法的连杆机器人控制研究作者姓名：吴峥昊指导教师：薛定宇教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：模式识别与智能系统论文提交日期：2008年5月论文答辩日期：2008年6月学位授予日期．2008年77答辩委员会主席：呈戍驻k’’一U评阅人：耳岛融东北大学2008年5月AThesisfortheDegreeofMasterinPatternRecognitionandIntelligentsystemⅢ舢Ⅲ咖㈣ⅢⅢ圳删mIY2159336PlanarRobotControlResearchwithIntellige

2、ntAlgorithmMethodsByWhZhen曲aoSupervisor：ProfessorXueDingyuNortheasternUniVersi蚵May2008独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二虹√恩。学位敝储虢黜爰日期：秒《．6．况学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关

3、部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：东北大学硕士学位论文摘要基于智能算法的连杆机器人控制研究摘要随着机器人应用越来越广泛，机器人控制已经成为自动控制领域的热点问题之一。由于机器人系统存在惯性大、抗干扰性差等问题，需要对机器人控制方法进行研究。本文以连杆机器人为研究对象，对机器人建模，模糊自适应PID控制，遗传算法对PID参数整定，滑模控制等关键技术进行了研究，得到了很好的精度

4、和实时性效果。本文具体研究内容包括：研究了机器人模型的建立。总结了关节机器人运动学和动力学分析方法，并建立了连杆机器人模型。研究了机器人模型PID控制和模糊PID控制，设计了机器人模糊自适应PID控制器结构，建立了模糊规则表，并进行了仿真实验。实验结果表明，模糊自适应PID控制解决了传统PID控制精度差和响应速度慢的问题。研究了遗传算法在PID参数整定中的应用，设计了遗传算法PID控制器。研究了基于ITAE准则的PID控制器设计，分析了遗传算法和ITAE准则在PID的优缺点，并进行了仿真实验。实验结果表明，遗传算法在PID参数整定中具有精度高和响应快的优点，基于ITAE准则的PID控制器

5、具有很好的动态鲁棒性。针对非线性机器人系统，建立了二连杆机器人模型，设计了滑模控制器。借助MATLAB中的simMechanics工具箱，搭建了二连杆simMechanics仿真模型，完成了关节跟踪实验。实验结果表明，本文采用的方法先进有效，满足了机器人控制的精度和实时性要求。关键字：机器人建模；PID；自适应；模糊控制；滑模控制；遗传算法．II．东北大学硕士学位论文AbstractPlanarrobotcontrolresearchwithintelIigentcontrolmethodsAbstractWiththepopularitiesofrobots，robotcontroli

6、sbecomingoneofmef．aVoritespotsintheresearchofautomaticconnDlcommull咄Sincetllerealwaysexistlargelaga11dpoorindisturbancerejection，itisnecessar)，tododeepresearchinrobotcontr01．Inmethesis，thesinlpleplanarrobot，orm撕pulator，isselectedastheplantmodel，and也eresearchtopicsonmodeling，adaptiVemzzyPIDcontrol

7、，GAbasedPIDtuning，andslidingmodecontrolmemodsareinVestigated，andgoodcontrolresultsareacllieved．ThemainresearchDresentedintllethesisinclude：lksearchonthemodelingproblemsoftherobot，andthemodelofthemanipulatorisestablishe