基于遗传算法的蛇形机器人CPG模型参数优化-论文.pdf

《基于遗传算法的蛇形机器人CPG模型参数优化-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年7月计算机工程与设计July2015第36卷第7期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNV01．36No．7基于遗传算法的蛇形机器人CPG模型参数优化连晓峰，郭卫平，廉小亲，苏中，赵旭(1．北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048；2．北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室，北京1o0101)摘要：针对蛇形机器人采用的循环抑制CPG模型，为解决CPG控制模型中参数整定效率低、不稳定的问题，阐述基于CPG模型的蛇形搜救机器人控制系统总体方案的设计，提出一种基于遗传算法的CPG控制模型参数优化方

2、法，实现链式CPG网络的节律输出。仿真实现蛇形搜救机器人各关节控制信号的有效输出，仿真结果表明，该方法具有高效、准确、稳定等优点，可有效应用于蛇形搜救机器人的步态控制。关键词：中枢模式发生器；遗传算法；参数优化；节律；蛇形机器人中图法分类号：TP15文献标识号：A文章编号：1000—7024(2015)07—1859—06doi：10．16208／j．issnl000—7024．2015．07．035CPGmodelparametersoptimizationbasedongeneticalgorithmforsnake-likerob

3、otLIANXiao一{eng，GUoWei—ping，LIANXiao—qin，SUZhong，ZHA0Xu(1．CollegeofInformationEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUniversity，Beijing100048，China；2．BeijingKeyLaboratoryofHighDynamicNavigationTechnology，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100101，Chi

4、na)Abstract：ForthecirculationinhibitionofCPGmodelusedinthesnake-likerobot，tOsolvetheproblemthattuningefficiencyofGPCcontrolparametersiSlOWandunstable，theoveralldesignschemeofcontrolsystemofsnake-likerobotbasedonCPGmodelwasdescribedfirstly，thenamethodwasproposedtooptimize

5、parametersoftheCPGmodebasedongeneticalgorithm，SOthattherhythmicoutputoftheGPGnetworkchainwasimplemented．Finally，theeffecitiveoutputofeachjointcontrolsignalofsnake-likerobotwasimplementedbysimulation．Theexperimentalresultsshowthatthemethodhastheadvantagesofhigheffi—ciency

6、，accuracyandstability，whichcanbeeffectivelyappliedtothegaitcontrolofsnake-likerobot．Keywords：CPG；geneticalgorithm；parametersoptimization；rhythm；snakelikerobot络来产生生物的节律运动控制信号，即使在缺乏外部反馈0引言控制信号的情况下也能自动产生稳定的节律信号，实现不传统的蛇形机器人控制方法是通过运动学及动力学建同的运动方式，其还具有结构简单、适应性强等优点¨】]。模来确定机器人的运动

7、控制规律，但该方法实现复杂，稳HarrisWarrick等在研究鳗鲡神经元过程中提出第一个定性差。研究人员希望能通过模拟生物的节律运动来实现CPG模型。自此以后，大量研究人员研究开发了各种CPG蛇形机器人的控制。为此，提出一种基于中枢模式发生器模型以用于仿生机器人的研究。Hagiwara等基于CPG模型(CPG)的节律控制方法，这是一种通过由神经元组成的网通过多目标遗传算法实现四足机器人的步态控制_2；王龙收稿日期：2014—07—16；修订日期：2014—09—2O基金项目：国家自然科学基金项目(61261160497)；北京市科技计

8、划基金项目(z1211O0oO1612007)；北京市教育委员会市属高校科技创新能力提升计划基金项目(PXM2014—014213—000033)作者简介：连晓峰(1977一)，男，山西长治人，博士，副教授