面向儿童游戏的改进PID陪伴机器人运动规划及控制方法研究

作     者：乔素芳 QIAO Sufang

作者机构：咸阳职业技术学院陕西咸阳712000 

出 版 物：《自动化与仪器仪表》 (Automation & Instrumentation)

年 卷 期：2024年第7期

页      面：288-292页

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：陕西省职业技术教育学会课题《“岗课赛证”与〈幼儿园教育活动设计〉课程融合路径研究》(2023SZX216) 

主　　题：服务型机器人 轨迹跟踪控制 PID SSA 前馈控制 

摘      要：为进一步提升儿童游戏机器人的整体控制性能,提出一种基于改进PID控制算法和前馈控制的机器人跟踪轨迹控制算法。其中,以PID控制算法作为基础的轨迹跟踪控制算法,引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)进行控制算法优化,同时引入前馈控制策略,以进一步提升轨迹跟踪控制的效果。仿真结果表明,与传统的PID控制算法相比,基于SSA算法改进的PID控制算法在进行轨迹控制时具有更低的超调量,具有更好的稳定性;与单纯的PID控制相比,引入前馈控制策略的PID控制在进行关节轨迹控制时能够更快跟踪到理想的关节轨迹,并进行稳定的控制,解决了控制过程存在的抖动和振荡问题。综上,构建的机器人跟踪轨迹控制算法性能良好,能够进行稳定且精准的机器人运动控制,可应用于陪伴机器人的控制设计中,与儿童进行效果更好的游戏互动。