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神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑??刂频牟淮_定機器人軌跡跟蹤控制
來源:微型機與應用2012年第9期
范興民,王啟志
(華僑大學 機電及自動化學院,福建 廈門 361021)
摘要: 提出一種針對機器人跟蹤控制的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑模控制策略。該控制方案將神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性映射能力與滑模變結構和自適應控制相結合。對于機器人中不確定項,通過RBF網(wǎng)絡分別進行自適應補償,并通過滑模變結構控制器和自適應控制器消除逼近誤差。同時基于Lyapunov理論保證機器手軌跡跟蹤誤差漸進收斂于零。仿真結果表明了該方法的優(yōu)越性和有效性。
Abstract:
Key words :

摘  要: 提出一種針對機器人跟蹤控制的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑??刂撇呗?。該控制方案將神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性映射能力與滑模變結構和自適應控制相結合。對于機器人中不確定項,通過RBF網(wǎng)絡分別進行自適應補償,并通過滑模變結構控制器和自適應控制器消除逼近誤差。同時基于Lyapunov理論保證機器手軌跡跟蹤誤差漸進收斂于零。仿真結果表明了該方法的優(yōu)越性和有效性。
關鍵詞: 不確定機器人;神經(jīng)網(wǎng)絡;自適應控制

 在機器人跟蹤控制研究中,由于在建模中存在誤差,機器人系統(tǒng)不可避免地存在不確定性。由于機器人中存在的非線性和不確定性,為了解決這些問題,一些變結構方案[1]、自適應方案[2]陸續(xù)提出。近些年來神經(jīng)網(wǎng)絡在機器人智能控制中得到廣泛的應用,參考文獻[3]提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡自適應學習不確定系統(tǒng),但方案只能保證系統(tǒng)的最終一致有界。參考文獻[4]提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡學習系統(tǒng)的不確定性,但需要機器人動力學的準確模型。
 為了解決上述問題,本文提出一種新的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑模變結構控制器。對于機器人中不確定項,分別應用神經(jīng)網(wǎng)絡進行自適應學習各種非線性,逼近誤差通過變結構和自適應控制消除。這種控制器能在控制初期加快跟蹤速度,且有很好的魯棒性。
1 問題的提出
 考慮n關節(jié)機器人的動力學方程[5,8]為:


       

 



 本文提出對于不確定項,利用RBF網(wǎng)絡進行分別逼近,并與滑模變結構和自適應控制相結合的控制策略,并構建Lyapunov函數(shù),驗證了系統(tǒng)對軌跡進行跟蹤的穩(wěn)定性。利用滑模變結構和自適應控制方案補償神經(jīng)網(wǎng)絡的逼近誤差,比常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡具有更好的動態(tài)特性和魯棒性。
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