基于网络多智能体系统的多机械臂电机同步控制方法研究

【摘要】：在工业生产中遍布广泛的机械臂在工业全自动化生产中起了重要作用,自动机械臂在给定时刻运行到特定工作空间进行动作,方便灵活,比人工操作更加优越。随着现代工业技术高速发展,单个机械臂已不能满足当前的需求,这就需要多机械臂协调控制。实际当中经常遇到多个机械臂需要达到同步的情况,本论文选取其中一种情况进行研究,主要围绕四个机械臂相同位置的四个电机之间协调合作,对于给定相同位置状态的四个机械臂,驱动电机速度相同,就能满足四机械臂同步。为了使四个机械臂电机具有更加精准相同速度,深入研究了基于网络多智能体系统的多机械臂电机同步控制方法。(1)为了实现四个机械臂相同位置的四个电机达到同步一致,本文创新地采取双层控制策略,在低层控制中,是对于单个机械臂电机的控制策略,只有稳定住单个机械臂电机,才能进一步控制使多个机械臂电机同步,采用模糊PID作为控制补偿器,设计了基于模糊PID的单个电机的控制策略,保证单个机械臂电机速度稳定。(2)在高层控制当中,设计了基于多智能体系统同步一致性控制的多机械臂电机系统控制策略,来协调多个机械臂电机一起完成给定目标。针对四机械臂相同位置电机构成的系统需满足现实中对快速性的要求,采用预测机制,提出了基于网络多智能体预测机制的多电机同步一致性控制策略,保证多机械臂电机系统能快速达到同步一致。(3)在高层控制当中,为满足实际经济要求,采取连续准重置更新控制机制,提出了基于连续准重置结构的多电机系统同步一致性控制策略,使多机械臂电机系统能达到同步一致。(4)针对所设计的控制策略分别进行了仿真实验和分析,以验证本文控制策略的有效性和实用性。