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神经网络与计算力矩复合的机器人运动轨迹跟踪控制
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51265040); 江西省教育厅科学技术研究资助项目(GJJ12416)
中文摘要:

为了实现机器人精密运动控制,在其关节系统引入计算力矩法(CTC)与神经网络复合的控制器,旨在通过CTC实现系统的初步控制并利用神经网络补偿机器人的不确定动力学特性所带来的运动误差。首先,建立了机器人的动力学模型并对其不确定性动力学量进行了描述;然后,为机器人构建了双闭环控制系统,并依据机器人标称模型规划出CTC控制律;进而,引入函数链神经网络(FLNN)对不确定性动力学量进行估值,并推导出FLNN的学习律;最后,对系统进行了仿真,结果显示,该复合控制器可将关节位置和速度跟踪误差控制在±0.001 rad和±0.001 rad/s之内,且其对机器人的参数变化及外部扰动具有较强的自适应性与鲁棒性。

英文摘要:

In order to improve robot manipulator's tracking accuracy,a hybrid controller consisting of a functional link neural network sub-controller(FLNNC) and a computed torque sub-controller(CTC) was introduced into the manipulator,which made use of CTC to drive the manipulator reaching its desired position roughly while employed the FLNNC to compensate the tracking error caused by the dynamic uncertainty and disturbance of the robot.To accomplish this,firstly,a nominal dynamic model of the manipulator was established,and the dynamic uncertainty of the robot manipulator was modeled and formulized.And then,a control system with two close loops was built for the manipulator,and the computed-torque control law based on the nominal manipulator model was planned for the system.Moreover,a functional link neural network(FLNN) being capable of approximating the dynamic uncertainty term of the robot was designed in the system,and the weight learning algorithm for the FLNN was derived.Finally,simulations were made on that system so as to validate the hybrid controller.The results showed that both the position error and speed tracking error of the robot joints could be controlled within ±0.001 rad and±0.001 rad/s,which meant that the proposed hybrid controller was able to make the robots tracking desired trajectory with high precision.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884