控制理论与应用

作者：冯浩,姜金叶,宋倩玉,殷晨波,马伟,曹东辉

单位：南京信息工程大学,南京信息工程大学 计算机学院,南京信息工程大学 人工智能学院,南京工业大学 挖掘机关键技术联合研究所,南京工业大学 挖掘机关键技术联合研究所,三一重机有限公司

关键词：电液伺服系统; 机器人; 轨迹控制; 粒子群算法; 智能控制

基金：国家自然科学基金项目(52105064), 江苏省自然科学基金项目(BK20221342), 国家重点研发计划项目(2021YFB2011904), 南京信息工程大学科研 启动经费项目(2021R042)

为了解决挖掘机器人动臂、斗杆和铲斗不同电液伺服系统中多个比例–积分–微分(PID)控制器参数优化的难题, 提高挖掘机器人铲斗齿尖轨迹跟踪精度, 采用改进的粒子群算法(PSO)对多PID控制器参数进行整定优化. 首先, 建立电液伺服系统的数学机理模型, 在理论模型的基础上, 采用递推最小二乘辨识法(RLS)得到实际的机理模型. 其次, 提出一种改进的PSO算法, 采用非线性自适应惯性权重、引入异步变化策略、设计精英变异方法. 接着, 搭建仿真验证平台, 跟踪正弦轨迹, 比较传统Z-N参数整定方法、基本PSO算法和改进PSO算法的差别. 最后, 以挖掘机器人最常见的整平为代表工况, 基于23 t挖掘机器人实验平台进行实验验证. 实验结果表明, 改进PSO算法的跟踪精度最高, 与基本PSO算法相比, 明显提高了轨迹跟踪精度

来源：2024年第4期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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