采用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的移動機(jī)器人軌跡追蹤控制研究

李 蕾，劉建鵬

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采用改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的移動機(jī)器人軌跡追蹤控制研究

*李 蕾1，劉建鵬2

（1.安徽三聯(lián)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽，合肥 230601；2.安徽四創(chuàng)電子股份有限公司氣象探測系統(tǒng)事業(yè)部，安徽，合肥 230000）

為了提高雙輪移動機(jī)器人運(yùn)動軌跡追蹤精度，采用改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，并對控制效果進(jìn)行仿真驗(yàn)證。創(chuàng)建雙輪移動機(jī)器人模型簡圖，給出運(yùn)動軌跡誤差方程式。在傳統(tǒng)PID控制基礎(chǔ)上增加BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，引用粒子群算法并對其進(jìn)行改進(jìn)，采用改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制調(diào)整參數(shù)，給出雙輪移動機(jī)器人PID控制參數(shù)優(yōu)化流程。采用數(shù)學(xué)軟件MATLAB對雙輪移動機(jī)器人軌跡追蹤誤差進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并與傳統(tǒng)PID控制追蹤誤差進(jìn)行對比。仿真曲線顯示：在理想環(huán)境中，雙輪移動機(jī)器人采用兩種控制方法都能較好地實(shí)現(xiàn)軌跡追蹤，追蹤誤差較??；在干擾波形環(huán)境中，傳統(tǒng)PID控制雙輪移動機(jī)器人追蹤誤差較大，而改進(jìn)PID控制雙輪移動機(jī)器人追蹤誤差較小。采用改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，可以提高移動機(jī)器人運(yùn)動軌跡追蹤精度。

PID控制；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；改進(jìn)粒子群算法；追蹤誤差

0 引言

機(jī)器人的誕生帶動了自動化產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)了工業(yè)的快速發(fā)展，是現(xiàn)代最偉大的科技成果之一。機(jī)器人可以代替人類手工勞動，提高生產(chǎn)效率。由于固定機(jī)器人還不能滿足社會發(fā)展的需要，從而誕生了移動機(jī)器人。移動機(jī)器人運(yùn)動相對靈活，在焊接、建筑、采礦、排險及航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]?！?br>