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机械臂的自适应神经网络控制与学习
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[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]华南理工大学自动化科学与工程学院,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金(60743011,61075082)和广东省战略性新兴产业专项(2011A081301017,2012A080304001)资助项目.
中文摘要:

使用径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络为参数完全未知的机械臂在关节空间设计一种新的自适应神经控制算法。以前的自适应神经控制算法对神经网络能否学习到系统未知动态很少进行研究,因为不满足持续激励(Persistent excitation,PE)条件,神经网络权值的收敛性不能得到保证,以至对于重复执行相同的工作任务,自适应神经控制器也不得不进行冗余而繁琐的重新训练,浪费时间和能量。所设计的自适应神经控制器不仅实现了闭环系统所有信号的最终一致有界,而且在稳定的控制过程中,沿着周期或回归跟踪轨迹实现了部分神经网络权值的收敛以及未知闭环系统动态的局部准确逼近,即确定学习。学过的知识以时不变且空间分布的方式表达、以常值神经网络权值的方式存储,可以用来改进系统的控制性能,也可以应用到后续相同或相似的控制任务中,节约时间和能量。仿真验证了所设计控制算法的正确性和有效性。

英文摘要:

A new adaptive neural control approach is proposed by using Radial basis function (RBF) network for the robot manipulator with completely unknown parameters. In previous adaptive neural control, the problem of whether adaptive neural controllers indeed learn the unknown system dynamics has less been investigated. For dissatisfying the persistent excitation (PE) condition, the convergence of neural weights to their optimal values can not be guaranteed, as a consequence, the adaptive neural controller has to be retrained redundantly even for repeating the same control task, which may waste time and energy. The designed adaptive neural controller not only achieves uniformly ultimately boundness of all signals in the closed-loop system, but also achieves the convergence of partial neural weights and locally-accurate approximation of unknown closed-loop system dynamics along periodic or recurrent tracking orbit, i.e., deterministic learning. The learned knowledge represented in a time-invariant and spatially distributed manner and stored as constant neural weights can be used to improve control performance, and can also be recalled and reused in the same or similar control task, so that the robot can be easily controlled with little effort. Simulation studies are included to demonstrate the effectiveness of the approach.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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)
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