仿生四足机器人自适应粒子群优化控制

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1、仿生四足机器人自适应粒子群优化控制李冰苏文海息晓琳靳亚东东北农业大学工程学院摘要：针对仿牛四足机器人液压伺服驱动所带来的非线性和参数时变性等问题，有效抑制基于位置内环PTD控制液压伺服系统过程中产生的高频振动对仿生四足机器人稳态行走的影响，采用自适应粒子群（PSO）算法优化位置内环PID控制的仿生四足机器人液压伺服系统。该方法能让PID控制器快速通过粒子种群的随机搜索和全局通讯来寻找最优解作为仿生四足机器人实时控制中的PID控制参数，优化液压伺服系统的传动性能。在分析仿牛四足机器人结构和液压驱动模型的基础上，建立了液压伺服系统仿真模型。通过MaiLab/Si

2、mulink软件对所建立的模型作为目标函数进行了正弦响应跟踪仿真试验，并在所设计的仿生四足机器人试验样机上进行了对角步态行走测试。实验结果表明：与传统的PID控制器相比，采用自适应粒子群（PSO）算法优化P1D控制的液压伺服系统，具有更好的动态响应和鲁棒性，能够有效地提高对仿牛四足机器人液压伺服系统的控制精度，保证仿生四足机器人能够平稳行走。关键词：仿生四足机器人;液压伺服系统;自适应粒子群;高频振动;PID控制;作者简介：李冰（1988-），男，黑龙江海伦人，硕士研究生，（E-mail）libingmax@163.com。作者简介：苏文海（1976-）,男

3、，黑龙江嫩江人，副教授，（E-mail）250577403@qq.com。收稿日期:2017-02-20基金：国家自然基金青年科学基金项目（51205057）AdaptiveParticleSwarmOptimizQtionControlofBionicQuadrupedRobotLiBingSuWenhaiXiXiaolinJinYadongSchoolofEngineering,NortheastAgriculturalUniversity;Abstract：Aimingatthenonlinearandparametercausedbythebioni

4、cquadrupedrobotdrivenbyhydraulicservotime-varyingproblems,andeffectivelysuppressthehighfrequcncyvibrationofPIDpositioninnerloopcontrolofhydraulicservosystemintheprocessofbionicquadrupedrobotbasedonsteady-statewalkingeffect,usingadaptiveparticleswarmoptimization(PSO)algorithmofbioni

5、cquadrupedrobothydraulicservosystempositioninnerloopPTDcontroLThismethodcanbeusedtosearchfortheoptimalsolutionoftheparamctcrsofthePIDcontrollerinthereal-timecontrolofthebionicquadrupedrobotthroughtherandomsearchandglobalcommunicationoftheparticleswarm,andoptimizetheperformanceofthe

6、PIDcontroller.Inthispaper,theSimulationmodelofthehydraulicservosystemisestablishedbasedontheanalysisofthestruetureandthehydraulicdrivemodelofthebionicquadrupedrobot.Meitlab/SimulinksoftwareisusedastheobjectivefunctiontocarryoutthesineresponsetrackingSimulationtest,andthetestresuIts

7、arecarriedoutontheexperimentaiprototype.ThetestresuItsshowthatcomparedwiththetraditiormlPIDcontrol1er,usingadaptiveparticieswarmoptimization(PSO)algorithmofhydraulicservosystemPIDcontrol,hasbetterdynamicresponseandrobustness,caneffectivelyimprovethecontrolprecisionofthehydraulicser

8、vosystemofthebionicquadrup