全方位移動(dòng)機(jī)器人模糊PID運(yùn)動(dòng)控制研究
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2．3 參數(shù)自整定規(guī)則
模糊控制設(shè)計(jì)的核心是總結(jié)工程設(shè)計(jì)人員的技術(shù)知識(shí)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，建立合適的模糊規(guī)則表，得到針對(duì)kP，k1，kD三個(gè)參數(shù)分別整定的模糊控制表。根據(jù)kP，k1，kD三個(gè)參數(shù)各自的作用，可制定模糊控制規(guī)則。以kP，k1，kD為例，所列規(guī)則見表2，k1，kD。可類似推出。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/163808.htm
2.4 輸出量解模糊
依據(jù)速度模糊控制參數(shù)整定規(guī)則確定輸出量后，得到的只是一個(gè)模糊集合，在實(shí)際應(yīng)用中，必須用一個(gè)精確量控制被控對(duì)象，在模糊集合中，取一個(gè)最能代表這個(gè)模糊集合的單值過程稱為解模糊裁決。常用的解模糊算法有最大隸屬度法、加權(quán)平均法等，根據(jù)實(shí)際情況，采用加權(quán)平均法進(jìn)行解模糊。此時(shí)，模糊控制器輸出可表示為：
最后，根據(jù)式(3)可得到最終的PID控制器參數(shù)。模糊PID控制程序流程圖如圖3所示。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了驗(yàn)證參數(shù)模糊自整定PID控制器的有效性，對(duì)直流電機(jī)分別做了常規(guī)PID控制和模糊PID控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中給定輪速為50 min，圖4為采用常規(guī)PID控制方法控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速；圖5為采用模糊PID控制方法控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速。從結(jié)果看，采用參數(shù)模糊自整定PID算法能夠明顯降低超調(diào)量，加快響應(yīng)速度，改善控制系統(tǒng)對(duì)輪速的控制效果。
4 結(jié) 語
機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是整個(gè)Robocup機(jī)器人系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在場(chǎng)上的表現(xiàn)直接影響了整個(gè)足球機(jī)器人系統(tǒng)。以足球機(jī)器人為平臺(tái)，考慮到系統(tǒng)的時(shí)滯性和非線性，采用了模糊控制與PID控制相結(jié)合的方式，并在自行研制的足球機(jī)器人上進(jìn)行了速度控制的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，該方法彌補(bǔ)了常規(guī)PID控制應(yīng)用在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度控制時(shí)超調(diào)量大，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，可以取得理想的效果。目前該方法已應(yīng)用于足球機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，并在第七屆中國(guó)機(jī)器人大賽暨ROBCUP中國(guó)公開賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。
評(píng)論