複合制御と改良されたSCSOに基づくロボットアーム動作制御の主要技術
カテゴリ：手術支援
公開日：2026年2月19日
タイトル：Key technologies of robotic arm motion control based on compound control and improved SCSO
雑誌名：PLoS One. 2025; 20(7): e0328691. doi: 10.1371/journal.pone.0328691. Epub 2025 Jul 22.
概 要：
本研究は、産業の自動化が知能化と柔軟性に向かう中で、ロボットアームの高精度な動作制御技術を提案します。複合制御と改良された砂猫群最適化アルゴリズムを統合し、反復的カオスマッピングとスズメ警告メカニズムを導入してアルゴリズムを強化しました。視覚ガイダンスとBP-PID制御を組み合わせた複合制御戦略を用い、実験結果はロボットアームの関節動作が精密に制御されることを示しています。この技術は、ロボットアームの運動特性に正確に対応し、衝撃や振動を効果的に抑制します。
方 法：
この研究では、複合制御と改良された砂猫群最適化アルゴリズムを用いたロボットアームの動作制御技術を開発しました。アルゴリズムは、反復的カオスマッピングとスズメ警告メカニズムを導入して強化され、視覚ガイダンスとBP-PID制御を組み合わせた制御戦略が採用されています。
結 果：
実験結果により、関節1は平均角度約50°、平均角速度0°/sを示し、関節2は約-80°の角度でM字型の角速度曲線と大きな角加速度の変動を示し、最小角ジャークは-90/s³に達しました。関節3は約0°の角度でW字型の角速度曲線を示し、最大角加速度は17°/s²に達しました。
結 論：
提案された技術は、ロボットアームの運動の運動学的および動的特性に正確に一致し、関節の動作軌跡を精密に制御し、衝撃や振動を効果的に抑制することが示されました。この研究は、ロボットアームの動作制御技術に新たなアイデアと方法を提供し、理論的および実践的な価値を持っています。