遗传算法优化的线性二次型调节器控制下3-UPS并联机器人稳定性分析

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第1期北京时间：

作者：王林军, 史宝周, 张东, 徐博, 朱宗孝, 周兰

单位：1.兰州理工大学机电工程学院2.兰州理工大学西部能源与环境研究中心

摘要：通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进行分析。结果表明:GA优化的LQR控制下,机器人动平台质心振动的衰减时间和振动幅度都明显减小,且共振峰也明显降低,但是高频振动处的减振效果不明显;机器人动平台质心x和y方向的共振频率均保持在5 Hz左右,而z方向的共振频率却有明显的后移现象,逐渐向高频(10 Hz)靠近。该研究为分析并联机器人稳定性与工作精度提供了一定的理论基础。

关键词：并联机器人,遗传算法优化,线性二次型调节器控制,稳定性分析

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51806093);甘肃省自然科学基金资助项目(18JR3RA141,18JR3RA147)。