第一部分 机器人手臂的自适应神经网络控制
机器人是一具有高度非线性和不确定性的复杂系统,近年来各研究单位对机器人智能控制的研究非常热门,并已取得相当丰富的成果。
机器人轨迹跟踪控制系统的主要目的是通过给定各关节的驱动力矩,使得机器人的位置、速度等状态变量跟踪给定的理想轨迹。与一般的机械系统一样,当机器人的结构及其机械参数确定后,其动态特性将由动力学方程即数学模型来描述。因此,可采用经典控制理论的设计方法——基于数学模型的方法设计机器人控制器。但是在实际工程中,由于机器人模型的不确定性,使得研究工作者很难得到机器人精确的数学模型。
采用自适应神经网络,可实现对机器人动力学方程中未知部分的精确逼近,从而实现无需建模的控制。下面将讨论如何利用自适应神经网络和李雅普诺夫(Lyapunov )方法设计机器人手臂跟踪控制的问题。
1、控制对象描述:
选二关节机器人力臂系统(图1)
,其动力学模型为:
图1 二关节机器人力臂系统物理模型
(1)()()()()d ++++=M q q V q,q q G q F q ττ 其中
,123223223222cos cos ()cos p p p q p p q p p q p +++??=??+??M q 3223122312sin ()sin (,)sin 0p q q p q q q p q q --+??=????
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