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基于PSO优化模糊PID的3-PRS并联机器人控制仿真分析

         
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摘要

针对 3-PRS 并联机器人系统存在多输入输出、强耦合和非线性等特点,在对机器人进行轨迹跟踪控制时,通常使用传统 PID 和模糊 PID 算法在参数整定过程中存在控制性差,严重影响其轨迹控制的问题,提出了一种粒子群优化算法快速调整模糊 PID 参数的方法。通过将现有机器人与 3-PRS 并联机器人的结构进行对比分析,结合现有的研究方法,为提高仿真的真实性和有效性,建立并联机器人单个支链的传递函数代替其机械模型。在 MATLAB 软件中,根据控制方式设计了传统 PID 和模糊 PID 的 Simulink 仿真模型。为提高控制系统的控制精度,在模糊 PID 控制算法的基础上采用具有算法规则简单、效率高、算法收敛速度快以及可调参数少的粒子群算法对模糊 PID 控制器的量化因子 K、K和比例因子 K等参数进行优化求解,并通过对比分析该并联机器人系统在 3 种控制算法下位移的响应状况和系统抗干扰的性能。研究结果表明,采用算法优化模糊 PID 参数的量化因子 K为 0.05,K为 0.1,K为 2.5 时,使系统具有快速响应和更好的抗干扰能力,并提高了并联机器人的轨迹跟踪精度,有效验证了该优化方法具有一定的可行性。

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