基于和聲搜索的機械臂控制優(yōu)化算法研究.pdf

1、機械臂控制系統(tǒng)是一個多變量、參數(shù)不確定、結(jié)構(gòu)復雜、強耦合的非線性系統(tǒng)。傳統(tǒng)控制器難以實現(xiàn)對復雜機械臂的實時性和魯棒性控制，遺傳算法具有很好的收斂性、實時性和魯棒性，被廣泛用于具有全局尋優(yōu)問題的復雜控制系統(tǒng)優(yōu)化，但系統(tǒng)穩(wěn)定性和超調(diào)量很難達到人們的要求。和聲搜索算法是一種啟發(fā)式全局搜索算法，在有關問題上較遺傳算法有更好的性能?；谝陨显颍疚难芯苛撕吐曀阉鬟z傳算法，并對該算法進行了優(yōu)化，將改進的和聲搜索遺傳算法用于六自由度機械臂的魯棒控制

2、器中，對控制器的參數(shù)進行優(yōu)化。本文的主要研究內(nèi)容如下。
　　首先對機械臂系統(tǒng)進行了建模，基于矩陣分析的數(shù)學理論，求解出機械臂的正運動學方程和逆運動學方程，根據(jù)運動學方程和機械臂的物理學特性求解出機械臂的動力學方程。針對已經(jīng)求得的機械臂動力學方程，設計匹配的魯棒控制器實現(xiàn)對機械臂更精準、穩(wěn)定控制。
　　其次，為提高控制器的性能指標，引入改進的遺傳算法對其參數(shù)進行優(yōu)化，給出了整體的優(yōu)化步驟。采用自適應交叉概率和變異概率的遺傳算法

3、能夠更好地提升系統(tǒng)的靈活性。通過MATLAB進行仿真驗證，證明了本方案能較好的提升控制系統(tǒng)的控制速率和穩(wěn)態(tài)精度。
　　最后，引入了和聲搜索遺傳算法，并對該算法進行了優(yōu)化，將和聲搜索算法的運算思維運用到遺傳算法的初始群體產(chǎn)生過程中。給出了優(yōu)化后的和聲搜索遺傳算法整體運算流程和運算思維，并通過測試函數(shù)對算法性能進行了測試。應用改進和聲搜索遺傳算法對機械臂控制器參數(shù)進一步優(yōu)化。通過MATLAB仿真驗證了該優(yōu)化算法能有效提升機械臂控制器的