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基于模糊控制的机器人轨迹规划研究

一、引言

机器人技术是以人工智能与机械结合、创新化自动化科技的重

要组成部分，具有重要的应用价值。由于机器人在实际应用场景

中需要完成复杂、多变的任务，因此对其轨迹规划技术要求也越

来越高，而基于模糊控制的机器人轨迹规划技术已逐渐进入人们

的视野。本文将详细介绍基于模糊控制的机器人轨迹规划的相关

研究。

二、机器人轨迹规划技术的研究现状

1.传统机器人轨迹规划技术

传统机器人轨迹规划技术一般采用数学方法描述和解决运动学、

动力学以及动力学控制等问题，并使用优化和最优化方法进行路

径规划。但是，传统技术存在计算量大、复杂性高、算法不稳定

等缺点，无法满足机器人实际应用中对实时性、健壮性的要求。

2.基于模糊控制的机器人轨迹规划技术

基于模糊控制的机器人轨迹规划技术通过模糊算法描述机器人

的运动规律，通过改变输入量，不断调整输出量，以达到期望的

控制效果。该方法能够进行系统建模、控制、优化、逆向分析等，

提高机器人轨迹规划的实时性和准确性。

三、基于模糊控制的机器人轨迹规划方法

1.建模

机器人轨迹规划方法的第一步是进行系统建模。基于模糊控制

的机器人轨迹规划方法中，需要确定变量、系统模型和输入输出

关系等，以达到精确控制的目的。通常可以采用Mamdani模型或

T-S模型进行建模。

2.控制方法

在建好系统模型后，需要确定何种控制方法。基于模糊控制的

机器人轨迹规划方法主要采用模糊PID控制方法、T-S模型控制方

法、滑模控制方法等。

3.优化方法

对于复杂的机器人系统，需要采用优化方法对系统进行优化。

包括贪心算法、强化学习算法、遗传优化算法等。优化方法能够

优化机器人运动控制参数，提高系统的性能，达到更加优化的效

果。

四、基于模糊控制的机器人轨迹规划应用实例

基于模糊控制的机器人轨迹规划已经在各个应用领域得到广泛

应用。例如，搬运机器人、清洁机器人、人形机器人等。其中，

搬运机器人在一些高速生产领域非常受欢迎，如在汽车工厂、半

导体制造等行业。

五、结论

基于模糊控制的机器人轨迹规划是一种有效的机器人控制技术，

具有较强的实时性和准确性。它是计算机科学、自动化等领域的

重要研究方向之一，在未来的机器人应用中将发挥越来越重要的

作用。