基于和声搜索的机械臂控制优化算法研究
[Abstract]:The manipulator control system is a nonlinear system with multivariable, uncertain parameters, complex structure and strong coupling. Traditional controller is difficult to realize real-time and robust control of complex manipulator. Genetic algorithm has good convergence, real-time and robustness. It is widely used to optimize complex control system with global optimization problem. However, the system stability and overshoot are difficult to meet people's requirements. Harmony search algorithm is a heuristic global search algorithm, which has better performance than genetic algorithm in related problems. Based on the above reasons, this paper studies the genetic algorithm of harmonic search, and optimizes the algorithm. The improved genetic algorithm of harmony search is applied to the robust controller of a six-degree-of-freedom manipulator, and the parameters of the controller are optimized. The main contents of this paper are as follows. Based on the mathematical theory of matrix analysis, the forward and inverse kinematics equations of the manipulator are solved, and the dynamic equations of the manipulator are obtained according to the kinematics equation and the physical characteristics of the manipulator. According to the dynamic equations of manipulator, a matching robust controller is designed to control the manipulator more accurately and stably. Secondly, in order to improve the performance of the controller, an improved genetic algorithm is introduced to optimize its parameters, and the overall optimization steps are given. The genetic algorithm with adaptive crossover probability and mutation probability can improve the flexibility of the system. The simulation results of MATLAB show that the proposed scheme can improve the control rate and steady-state precision of the control system. Finally, the genetic algorithm of harmony search is introduced, and the algorithm is optimized. The operational thinking of harmony search algorithm is applied to the initial population generation process of genetic algorithm. The overall operation flow and thinking of the optimized harmony search genetic algorithm are given, and the performance of the algorithm is tested by testing function. The improved harmony search genetic algorithm is used to optimize the parameters of manipulator controller. The MATLAB simulation shows that the optimization algorithm can effectively improve the control efficiency, steady-state accuracy and robustness of the manipulator controller, and ensure that the overshoot value of the system is kept in a suitable range.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP241;TP18
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,本文编号:2423669
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