基于改进粒子群算法的四足机器人机体尺寸及质心位置优化

摘要

以四足机器人为研究对象,提出了一种通过改进粒子群算法来优化机体尺寸和质心位置,从而提高其稳定性的方法。为建立优化性能评价指标和设计变量,建立机体动力学模型,分析了不同质心位置对于其稳定性的影响;将机体最大翻转角最小作为性能评价指标,机体尺寸和质心位置作为优化设计变量,通过改进的粒子群算法和理想点法进行优化,最终得到一组最优机体尺寸和质心位置。结果表明,优化前,四足机器人机体在左右两侧进行加减速翻转,其最大翻转角为10.10°;优化后,机体最大翻转角为4.34°,较优化前下降5.76°,且保持在同一侧的较小范围内稳定波动。四足机器人试验样机运动平稳,验证了该优化方法的有效性,为四足类机器人的稳定性研究提供了一定的理论参考。