机器人高速运动免疫控制方法研究.pdf

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1、2013年2月机床与液压Feb．2013第41卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．03．020机器人高速运动免疫控制方法研究丁度坤(东莞职业技术学院机电工程系，广东东莞523808)摘要：对高速运动机器人智能运动控制方法进行深入研究。搭建了6自由度机器人实验平台，在此基础上，提出了改进的免疫克隆算法，构建免疫PID控制器，对机器人进行实时运动控制。最后，对提出的运动控制方法进行实验分析。结果表明，所构建的免疫PID控制器，动态性能好，跟踪精度高(±0．08mm以内)，能满足机

2、器人高速运动控制的要求，从而为机器人的高速运动控制提供一种新的思路。关键词：机器人；免疫克隆算法；免疫PID中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：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近年来，随着劳动力成本的持续上涨，机器人作1自研发机器人样机平台为一种新兴的自动化设备，在社会各领域均得到了广自主研制的垂直关节型的6自由度机器人样机可泛的应用。机器人在工业中的应用主要用于焊接、搬用于搬运、焊接、喷涂等领域，其实物如图1所示。运、喷涂、装配等，同时在采矿、农业、物流、军事机器人的控制系统采用了二级控制模式，工控机作为等领域也得到了应用。提高机器人的运动速度，第一级控制器，负责可提高其生产效率。但与此同时，也会使机器人的机系统的运行调度、机器人各关节的插补运械系统

6、、控制系统处于一种极不稳定的极端状态，这算以及对机器人的实种状态会影响其运动精度。如何使高速运动条件下的时控制。PMAC运动机器人保持一种稳定、高精度的状态，成为自动控制控制卡作为第二级的领域的一道难题。为此，各国机器人领域的专家、学控制器可根据上位机者进行了不懈的努力，分别从机器人的机构、动力发送的控制指令，完学、控制算法等方面人手，取得了不少阶段性的成成对机器人各关节的果。。目前已有的各种方法，往往较为复杂，难以运动控制。两级控制满足机器人实时性控制要求。器通过PCI总线通讯，作者提出了一种改进的免疫PID控制，以传统的示教盒与工控机通过PID控制为主控制器，采用免疫算法可

7、根据机器人的图1机器人样机实物RS232总线通讯。控制情况不断改进PID系数(即比例系数k积分2免疫PID控制算法系数ki、微分系数k)，以达到一种最佳的控制2．1免疫PID控制原理效果。传统的PID控制因其简单、有效，至今仍在自动收稿日期：2011—12—31基金项目：东莞市高等院校科研机构科技项目经费资助(2011108102034)作者简介：丁度坤，博士，讲师，主要从事人工智能、机器人的研究。E—mail：dukunding@163．corn。第3期丁度坤：机器人高速运动免疫控制方法研