| 艾青林,蒋锦涛,刘刚江,宋国正,徐巧宁.基于遗传算法与模糊分数阶PID的钢结构损伤检测机器人姿态控制[J].高技术通讯(中文),2022,32(6):615~623 |
| 基于遗传算法与模糊分数阶PID的钢结构损伤检测机器人姿态控制 |
| Attitude control of steel structure damage detection robot based on genetic algorithm and fuzzy fractional PID |
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| DOI：10.3772/j.issn.1002-0470.2022.06.007 |
| 中文关键词: 柔性机器人； 姿态控制； 模糊控制； 遗传算法； 分数阶比例积分微分（PID） |
| 英文关键词: flexible robot, attitude control, fuzzy control, genetic algorithm, fractional-order proportional integral derivative (PID) |
| 基金项目: |
| 作者 | 单位 | | 艾青林 | （浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州 310023） | | 蒋锦涛 | （浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州 310023） | | 刘刚江 | （浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州 310023） | | 宋国正 | （浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州 310023） | | 徐巧宁 | （浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州 310023） |
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| 中文摘要: |
| 针对柔性机器人在钢结构建筑损伤检测的复杂环境中存在运动姿态不平稳与控制模型复杂等问题，研究一种基于改进遗传算法的模糊分数阶比例积分微分（PID）控制方法。建立了柔性机器人整体动力学模型，设计了模糊分数阶PID控制器，通过改进遗传算法与模糊控制策略对分数阶PID阶次与参数进行整定优化。研究不同工况与控制器对柔性机器人姿态角控制性能的影响，结果表明，模糊分数阶PID能够实时控制柔性机器人运动姿态角并有效抑制抖振，具有较快的响应速度和良好的稳定性。 |
| 英文摘要: |
| To address the existing problems of the flexible robot in the complex environment during its detection of damage in steel-structured buildings, like unstable motion and complicated control model, this paper researches a fuzzy fractional-order proportional integral derivative (PID) control method based on improved genetic algorithm. The authors establish overall dynamic models of the flexible robot. Based on this, a fuzzy fractional PID controller has been designed. Guided by fuzzy control strategy, its orders and parameters are optimized through improved genetic algorithm to achieve high precision and real time control of the motion posture of the robot. Simulation experiments are conducted on the different working conditions and controllers’ effect on the robot’s angle control. The results show that the fuzzy fractional PID can control the flexible robot’s motion angle in real time and effectively reduce shaking with fast response and good stability. |
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