基于PSO-SCE的下肢外骨骼机器人步态多目标优化

作者：刘辉; 陈婵娟; 穆琪

来源：现代制造工程, 2021, (02): 27-35.

DOI：10.16731/j.cnki.1671-3133.2021.02.005

• 下肢外骨骼机器人
• 步态优化
• 多目标优化函数
• 洗牌策略
• 信息互通技术

针对一些传统下肢外骨骼机器人步态优化算法中的寻优精度低和收敛速度慢等问题,提出一种下肢外骨骼机器人步态优化算法,该算法采用粒子洗牌策略和复合形信息互通技术,保留了粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与复合形交叉进化(Shuffled Complex Evolution,SCE)算法的优点,通过建立以机器人步态零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)稳定裕度和每步驱动能耗为参数的多目标优化函数进行寻优,并在SolidWorks、ADAMS和MATLAB软件中进行联合对比测试,仿真表明:与PSO算法和SCE算法相比,采用PSO-SCE算法得到的机器人步态ZMP稳定裕度增大,驱动能耗平均值分别减小了18.4%和13.5%,机器人能够以较小的能量消耗实现稳定平滑行走。

• 单位
  机电工程学院; 陕西科技大学