[发明专利]一种基于参数优化的运检机器人位姿自适应控制方法

权利要求书

1.一种基于参数优化的运检机器人位姿自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.自适应控制直流伺服电机模型建立

基于直流伺服电机的基本动态结构建立其传递函数模型：

其中K₁为电压传递系数，K₂为转矩传递系数，为机电时间常数，GD²是飞轮转矩，L_f为负载阻转矩

基于简化后的直流伺服电机等效电路得到其直流伺服电机数学表达模型：

n为电机转速，L_e＝C_mI₁为电机转矩，C_m为转矩电流比，U₁为电枢电压，R₁为电枢电阻，I₁为电枢电流，G₁为电枢电感，E为电动机电势；

联立公式①和公式②并经过拉普拉斯变换得到

其中

联立①、②、③整理后得到直流伺服电机传递函数，包括：

a、电机转角相对于电枢电压的传递函数表达式：

b、电机转速相对于电枢电压的传递函数表达式：

步骤2.自适应控制参数优化算法参数优化

A、基于自适应控制参数优化算法的建立以伺服直流电机的转角和速度控制为驱动控制手段，以速度和位置为被控输出量的自适应伺服控制结构，其控制函数为

其中u(k)为电压控制量，θ(k)为伪偏导系数，y(k)是被控输出量，y^*(k)为被控对象值，λ＞0为权重因子，μ_k∈(0,2]和ρ_k∈(0,1]为步长，为防止分母为0的惩罚因数，ε为无限接近于0的正数；

B、在参数取值范围的基础上，根据根据遗传编码算法生成由控制参数构成的初始种群；

C、基于系统需求，建立种群自适应函数；

D、计算初始种群中各个体的自适应值，基于遗传编码中的交叉变异方法，选取自适应值较佳的父种群生成子种群，重复上述步骤直至完成预设迭代次数后确定最优或者较优个体；

E、基于最优或者较优个体确定控制参数值，基于控制参数值确定自适应控制参数优化算法参数进行自适应控制。

2.根据权利要求1所述的基于参数优化的运检机器人位姿自适应控制方法，其特征在于，所述步骤C中采用的自适应函数f＝J^-1；

其中v(t)为种群个体值，e(k)为系统误差，k_v为上升沿周期。

3.根据权利要求1所述的基于参数优化的运检机器人位姿自适应控制方法，其特征在于，所述B的进一步改进为：在参数的理论取值范围ρ_k∈[0,1]、λ＞0的基础上，结合实测数据值确定其基础范围ρ_k∈(0,1]、λ∈[0,N]。