基于视觉反馈的机器人全调节RBF神经网络自适应反演控制 被引量：1

1

作者 吴忠强 张晓霞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第12期28-33,共6页

针对具有参数不确定刚性机器人系统的跟踪控制问题,提出了一种基于视觉反馈和全调节RBF神经网络的自适应反演控制器设计方法。根据安装在末端执行器的CCD摄像机提取的特征点确定期望位置,利用与一般设计不同的全调节RBF神经网络逼近系... 针对具有参数不确定刚性机器人系统的跟踪控制问题,提出了一种基于视觉反馈和全调节RBF神经网络的自适应反演控制器设计方法。根据安装在末端执行器的CCD摄像机提取的特征点确定期望位置,利用与一般设计不同的全调节RBF神经网络逼近系统的不确定项及外界干扰。在调节RBF神经网络权值的同时调节中心点值和影响范围,使得全调节RBF神经网络具有了更强的在线逼近能力。应用Lyapunov稳定性理论,证明了系统的所有信号均有界,控制器可以保证机械臂的运动按指数收敛到期望位置。仿真结果验证了所提控制器的有效性。 展开更多

关键词 机器人 视觉反馈 全调节rbf神经网络 自适应控制 反演

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基于RBF神经网络与SLAM的全捷联导引头定位研究

2

作者 王嘉楠 彭晓乐 王之昊 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期134-141,共8页

针对全捷联导引头探测器和IMU传递函数的需要进行相位匹配的问题,利用在线学习的RBF神经网络进行相位匹配算法设计,利用Z变换进行离散化处理;针对全捷联单模和多模导引头的相位匹配算法进行了设计与分析,并通过Matlab/Simulink联合仿真... 针对全捷联导引头探测器和IMU传递函数的需要进行相位匹配的问题,利用在线学习的RBF神经网络进行相位匹配算法设计,利用Z变换进行离散化处理;针对全捷联单模和多模导引头的相位匹配算法进行了设计与分析,并通过Matlab/Simulink联合仿真实验验证了算法的效果。同时,结合SLAM系统进行同时定位矫正,提升导弹的定位精度与全捷联导引头的导引准确度。 展开更多

关键词 全捷联导引头 相位匹配 rbf神经网络 在线学习 SLAM系统

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RBF神经网络整定的模糊控制在二次调节控制系统中的应用 被引量：1

3

作者 王淑莲 唐建林 +1 位作者 张聿成 陈瑞三 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第4期357-359,共3页

为了克服实际控制系统中存在的非线性和参数时变性所引起的常规控制器控制性能恶化,提出了一种新的控制方法———基于RBF神经网络整定的模糊控制,并在文中给出了具体算法.该控制方法以无量化解析模糊控制为主体,采用RBF神经网络对控制... 为了克服实际控制系统中存在的非线性和参数时变性所引起的常规控制器控制性能恶化,提出了一种新的控制方法———基于RBF神经网络整定的模糊控制,并在文中给出了具体算法.该控制方法以无量化解析模糊控制为主体,采用RBF神经网络对控制对象进行辨识,然后利用辨识所得到的Jacobian信息在某一给定的控制性能指标下对控制参数进行在线调整.将其应用于二次调节控制系统,并对系统进行了仿真.系统采用不同控制器的仿真曲线表明:基于RBF神经网络整定的模糊控制具有更好的控制性能. 展开更多

关键词 rbf神经网络 模糊控制 二次调节控制系统 径向基神经网络 液压系统

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基于RBF神经网络的电弧炉电极调节系统PID参数整定 被引量：5

4

作者 鲁军 霍金彪 《电气工程学报》 2017年第4期18-21,共4页

由于常规PID控制难以满足电弧炉电极调节系统复杂的工况,本文将径向基函数(RBF)神经网络与PID控制相结合,提出RBF-PID参数整定方法。通过RBF神经网络对控制对象Jacobian信息的辨识,采用增量式PID梯度下降算法整定已有的PID参数,设计了RB... 由于常规PID控制难以满足电弧炉电极调节系统复杂的工况,本文将径向基函数(RBF)神经网络与PID控制相结合,提出RBF-PID参数整定方法。通过RBF神经网络对控制对象Jacobian信息的辨识,采用增量式PID梯度下降算法整定已有的PID参数,设计了RBF-PID电极调节系统控制器。仿真结果验证了RBF-PID控制器能够实时整定PID参数,实现电极调节系统快速、准确地控制。 展开更多

关键词 电弧炉 电极调节系统 rbf神经网络 PID控制 参数整定

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复杂工况下基于RBF神经网络的全电推进船舶负荷预测 被引量：3

5

作者 钱宇轩 俞鑫 +3 位作者 柴婷逸 严文博 黄云辉 熊松 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第17期97-101,共5页

全电力推进船舶的复杂工况使其负荷情况难以预测,无法确立精确的数学模型刻画,而应用RBF神经网络建立船舶电力系统负荷预测模型具有可靠性和准确性。通过对全电力推进船舶负荷特点的分析和对RBF神经网络负荷预测的基本原理研究,提出一... 全电力推进船舶的复杂工况使其负荷情况难以预测,无法确立精确的数学模型刻画,而应用RBF神经网络建立船舶电力系统负荷预测模型具有可靠性和准确性。通过对全电力推进船舶负荷特点的分析和对RBF神经网络负荷预测的基本原理研究,提出一种基于RBF神经网络的全电力推进船舶的负荷预测方法,选取合理的历史负荷数据,将其归一化处理后输入至RBF神经网络预测模型,再将模型输出反归一化后得到负荷预测结果。在Matlab/Simulink中对某全电力推进船舶在恶劣复杂工况下实际短期运行的负荷情况进行预测,预测准确率高达96.4%。预测结果表明,该方法实现了对复杂工况下全电力推进船舶短期负荷的精准预测,模型拟合程度很高。 展开更多

关键词 复杂工况 全电力推进船舶 rbf神经网络 负荷预测

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基于RBF神经网络耕地土壤全氮插值方法的研究

6

作者 宋兆璞 刘畅 +1 位作者 赵凯 徐剑波 《安徽农业科学》 CAS 2012年第20期10424-10425,10548,共3页

[目的]通过耕地土壤全氮的空间变异特性研究,可以更好地调整耕地管理措施、合理施用氮肥、减少资源浪费。[方法]利用RBF(Radial Basis Function,径向基函数)神经网络插值法对区域土壤全氮进行空间插值,同时与普通克里格法进行比较。[结... [目的]通过耕地土壤全氮的空间变异特性研究,可以更好地调整耕地管理措施、合理施用氮肥、减少资源浪费。[方法]利用RBF(Radial Basis Function,径向基函数)神经网络插值法对区域土壤全氮进行空间插值,同时与普通克里格法进行比较。[结果]RBF神经网络插值法在拟合能力和插值能力方面要明显优于普通克里格法。[结论]RBF神经网络法具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 rbf神经网络 Matlab ARCGIS 全氮 插值

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基于RBF神经网络在线辨识的永磁同步电机单神经元PID矢量控制 被引量：6

7

作者 邵伍周 唐忠 +1 位作者 蔡智慧 邹云屏 《电力科学与技术学报》 CAS 2007年第2期48-52,共5页

提出一种基于RBF神经网络在线辨识的永磁同步电机单神经元PID矢量控制新方法,该方法针对传统的PI调节器固定参数所造成的不足,利用具有自适应能力的单神经元PID调节器和RBF神经网络相结合,实现了参数在线辨识,转速在线控制.仿真结果表... 提出一种基于RBF神经网络在线辨识的永磁同步电机单神经元PID矢量控制新方法,该方法针对传统的PI调节器固定参数所造成的不足,利用具有自适应能力的单神经元PID调节器和RBF神经网络相结合,实现了参数在线辨识,转速在线控制.仿真结果表明该方法控制精度高,动态特性好,适合于永磁同步电机的速度控制. 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 单神经元 PID调节器 rbf神经网络 在线辨识

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基于RBF神经网络的抗噪语音识别 被引量：4

8

作者 白静 张雪英 侯雪梅 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第22期28-30,共3页

针对目前在噪音环境下语音识别系统性能较差的问题,利用RBF神经网络具有最佳逼近性能、训练速度快等特性,分别采用聚类和全监督训练算法,实现了基于RBF神经网络的抗噪语音识别系统。聚类算法的隐含层训练采用K-均值聚类算法,输出层的学... 针对目前在噪音环境下语音识别系统性能较差的问题,利用RBF神经网络具有最佳逼近性能、训练速度快等特性,分别采用聚类和全监督训练算法,实现了基于RBF神经网络的抗噪语音识别系统。聚类算法的隐含层训练采用K-均值聚类算法,输出层的学习采用线性最小二乘法;全监督算法中所有参数的调整基于梯度下降法,它是一种有监督学习算法,能够选出性能优良的参数。实验表明,在不同的信噪比下,全监督算法较之聚类算法有更高的识别率。 展开更多

关键词 语音识别 rbf神经网络 聚类算法 全监督算法

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BP和RBF神经网络预测射流式喷头射程对比 被引量：7

9

作者 胡广 朱兴业 +2 位作者 袁寿其 张林国 李扬帆 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期263-269,共7页

为了探究适合全射流喷头多因素下射程的预测模型,通过改变喷头工作压力、安装高度、喷嘴直径、喷头仰角共4个参数,对射程进行测量.基于BP神经网络和广义径向基(RBF)神经网络的基本原理和算法,建立了全射流喷头射程预测的BP和RBF神经网... 为了探究适合全射流喷头多因素下射程的预测模型,通过改变喷头工作压力、安装高度、喷嘴直径、喷头仰角共4个参数,对射程进行测量.基于BP神经网络和广义径向基(RBF)神经网络的基本原理和算法,建立了全射流喷头射程预测的BP和RBF神经网络模型,并分析BP和RBF神经网络的预测性能.结果表明射程与工作压力、喷嘴直径呈非线性关系;当喷头在1.2 m安装高度、27°仰角、4～10 mm喷嘴直径时,压力增大到0.4 MPa,射程趋于极限,并且安装高度与射程呈正相关关系.BP与RBF神经网络均能较好地表达全射流喷头射程与主控因素之间的非线性关系.在训练时间方面,RBF网络比BP网络慢8.05 s;预测过程中,BP网络在每次运行程序时的预测结果不一定相同,而RBF网络则不会出现此问题,且RBF网络预测值与实测值之间的平均绝对误差比BP网络的小3.55%.从网络预测总体效果观察,RBF神经网络预测喷头射程具有更好的推广能力. 展开更多

关键词 全射流喷头 射程 预测 BP神经网络 rbf神经网络

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非仿射纯反馈系统的间接自适应神经网络控制 被引量：15

10

作者 胡云安 程春华 +1 位作者 邹强 周大旺 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期467-478,共12页

针对非仿射纯反馈系统,提出了一种新的设计方案.与现有文献中方法不同,该方案不是直接利用逼近技巧构建理想的反馈控制器.首先通过自抗扰思想将非仿射纯反馈系统转化成含有未知控制系数以及未知非线性的仿射系统,并且证明了可行性.然后... 针对非仿射纯反馈系统,提出了一种新的设计方案.与现有文献中方法不同,该方案不是直接利用逼近技巧构建理想的反馈控制器.首先通过自抗扰思想将非仿射纯反馈系统转化成含有未知控制系数以及未知非线性的仿射系统,并且证明了可行性.然后结合微分器和全调节径向基函数神经网络,利用自适应反演技巧设计了自抗扰控制器,微分器的引入避免了传统反演的计算复杂性.最后,从理论上证明了所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号半全局一致有界,并且证明了系统状态渐进收敛到零点的残集内.仿真例子验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 非仿射非线性 自抗扰 全调节径向基函数神经网络 微分器

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神经网络在调水工程水力控制优化中的应用 被引量：4

11

作者 王涛 杨开林 王晓睿 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2005年第1期21-24,共4页

通过研究RBF神经网络整定PID调节器的原理,并把它应用在调水工程水力控制优化中。建立了整定水位PID调节器的控制模型,优化变速泵控制前池水位变化系统的动态品质。通过实例分析比较,表明经过整定的PID调节器,能使系统调节性能得到优化。

关键词 rbf神经网络 调水工程水力控制 PID调节器 水力控制的优化

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人工神经网络与普通克里金插值法对土壤属性空间预测精度影响研究 被引量：26

12

作者 谢梦姣 王洋 +5 位作者 康营 吴志涛 陈奇乐 刘琦 吴超玉 张俊梅 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期934-942,共9页

空间插值方法与研究样区空间尺度会对土壤有机质和全氮含量空间变异特征预测精度产生重要影响。选取黄淮海北部未收割的夏玉米收获期50 m×50 m田块尺度(取80个土样)和1000 m×1000 m(取100个土样)农场尺度为研究样区,采用普通... 空间插值方法与研究样区空间尺度会对土壤有机质和全氮含量空间变异特征预测精度产生重要影响。选取黄淮海北部未收割的夏玉米收获期50 m×50 m田块尺度(取80个土样)和1000 m×1000 m(取100个土样)农场尺度为研究样区,采用普通克里金插值法和径向基函数(RBF)人工神经网络插值法探究两种尺度研究样区土壤有机质和全氮含量空间变异特征及两种空间插值方法的预测精度。结果表明,两个研究样区土壤有机质和全氮含量分别为8.39~20.59和0.31~2.90 g·kg^(-1),块金系数为0.448~0.637,表明其呈现中等程度空间变异。土壤有机质和全氮含量在农场尺度研究样区大致呈现以西北部东南对称线含量较高向两边逐渐减少的空间分布趋势,在田块尺度上呈现东北部地区含量较高且整体向西南部递减的空间分布特征。基于RBF人工神经网络插值法的田块尺度研究样区均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)均小于农场尺度,这表明土壤有机质和全氮含量空间分布预测精度受到采样尺度的影响,田块尺度预测精度优于农场尺度。基于RBF人工神经网络插值法在同一尺度研究样区土壤有机质和全氮含量空间分布预测的各项误差均有所减小,模型拟合决定系数R^(2)有所增加,且避免了普通克里金插值结果的“平滑效应”现象,其预测精度更高。研究结果表明,RBF人工神经网络插值法更适用于土壤有机质和全氮含量空间分布特征预测。 展开更多

关键词 土壤有机质 土壤全氮 预测精度 普通克里金 rbf人工神经网络

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RBF网络及其在卫星姿态控制中的应用 被引量：1

13

作者 连葆华 崔平远 崔祜涛 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第4期83-87,共5页

提出了一种基于RBF网络扰动力矩补偿的控制技术。通过在传统PID控制的基础上 ,引入RBF网络补偿环节 ,进一步抑制了扰动力矩的影响 ,提高了卫星姿态控制精度。首先给出了RBF网络的学习算法 ,然后根据全补偿原则设计了神经网络补偿姿态控... 提出了一种基于RBF网络扰动力矩补偿的控制技术。通过在传统PID控制的基础上 ,引入RBF网络补偿环节 ,进一步抑制了扰动力矩的影响 ,提高了卫星姿态控制精度。首先给出了RBF网络的学习算法 ,然后根据全补偿原则设计了神经网络补偿姿态控制方案 ,最后结合某型卫星的姿态控制系统设计实例 ,进行了数学仿真。结果表明 :有RBF网络补偿的系统 ,姿态的稳态精度得到了明显的改善。 展开更多

关键词 卫星姿态控制 rbf网络 PID控制 神经网络 学习算法 全补偿原则 扰动力矩

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基于RBF增益调节的机器人滑模控制策略 被引量：2

14

作者 王双霞 陈丽 王洪瑞 《机床与液压》 北大核心 2009年第8期122-124,共3页

滑模控制响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,可保证系统的渐进稳定性,但其缺点是控制存在很强的抖动。在一般滑模控制的基础上引入径向基函数神经网络(RBFNN),利用滑模控制的特点设定目标函数,将切换函数作为RBFNN的输入,切换项增益... 滑模控制响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,可保证系统的渐进稳定性,但其缺点是控制存在很强的抖动。在一般滑模控制的基础上引入径向基函数神经网络(RBFNN),利用滑模控制的特点设定目标函数,将切换函数作为RBFNN的输入,切换项增益K的绝对值作为其输出。利用RBF神经网络的在线学习功能,消除了控制的抖动,同时使系统具有很强的鲁棒性。对单关节机器人的仿真研究表明,在存在模型误差和外部扰动的情况下,该方案能大大降低抖振现象。 展开更多

关键词 机器人 不确定性 滑模控制 rbf神经网络 增益调节

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基于速度调节的无人帆船机器人自适应航向保持控制 被引量：6

15

作者 张国庆 李纪强 +1 位作者 王文新 张卫东 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2383-2390,共8页

为了解决实际海洋环境下,无人帆船机器人(USR)航向保持控制任务中存在的模型结构未知、参数不确定和航行速度难以控制等问题,本文提出一种具有速度调节性能的鲁棒自适应航向保持控制算法.该算法采用径向基(RBF)神经网络对系统结构不确... 为了解决实际海洋环境下,无人帆船机器人(USR)航向保持控制任务中存在的模型结构未知、参数不确定和航行速度难以控制等问题,本文提出一种具有速度调节性能的鲁棒自适应航向保持控制算法.该算法采用径向基(RBF)神经网络对系统结构不确定进行逼近,由于引入鲁棒神经阻尼技术和动态面控制技术,使得闭环控制系统仅需要两个自适应参数对执行器的增益不确定部分进行在线补偿,并且不需要对神经网络权重参数进行学习更新.所提出的控制算法能够有效控制无人帆船以期望的航行速度达到设定航向.利用Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制器能够保证闭环控制系统中相关误差变量满足半全局一致最终有界(SGUUB)收敛.通过在模拟海洋环境干扰下进行计算机仿真研究,验证了所提出算法具有良好的速度调节性能和鲁棒性. 展开更多

关键词 无人帆船 速度调节 rbf神经网络 增益不确定 自适应控制

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为启动座椅坐垫倾角调节机构的汽车制动模式识别策略的研究 被引量：3

16

作者 朱文婷 葛如海 臧绫 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期438-441,446,共5页

为准确地判定紧急制动状态,以便及时启动座椅坐垫倾角调节机构,对汽车制动模式判别策略进行研究。选取在汽车中低速行驶下的缓慢、点刹、紧急制动3种模式,采用正交试验设计方法,选用不同驾驶员以不同车速进行了制动实验。在对实验数据... 为准确地判定紧急制动状态,以便及时启动座椅坐垫倾角调节机构,对汽车制动模式判别策略进行研究。选取在汽车中低速行驶下的缓慢、点刹、紧急制动3种模式,采用正交试验设计方法,选用不同驾驶员以不同车速进行了制动实验。在对实验数据进行分析的基础上,采用了踏板力峰值法与踏板力变化率法两种判别算法。实验结果发现,两种算法都存在局限性。为此,又尝试了基于RBF神经网络模式识别算法。结果表明,这种算法能准确地判别制动模式。 展开更多

关键词 座椅调节机构 制动模式 模式识别 rbf神经网络

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基于模型自适应汽轮机调节门流量特性优化研究及应用 被引量：19

17

作者 雷志伟 张兴 +3 位作者 陈涛 陈胜利 武海澄 张剑 《中国电力》 CSCD 北大核心 2018年第3期21-28,共8页

汽轮机调节门流量特性影响机组安全稳定运行和负荷调节性能。首先,针对采用喷嘴配汽方式的汽轮机调节门结构类型,通过模型自适应算法,建立顺序阀方式下的非线性调节门流量特性模型,实现调节门流量特性优化计算。其次,对该模型进行仿真研... 汽轮机调节门流量特性影响机组安全稳定运行和负荷调节性能。首先,针对采用喷嘴配汽方式的汽轮机调节门结构类型,通过模型自适应算法,建立顺序阀方式下的非线性调节门流量特性模型,实现调节门流量特性优化计算。其次,对该模型进行仿真研究,系统仿真结果表明,采用RBF神经网络结构的单阀流量特性仿真模型具有较高的模型精度,利用模型自适应优化算法可获得近似理想的线性度和最佳调节门重叠度。最后,将仿真结果应用在某660 MW机组上,试验结果表明,该方法不仅改善调节门流量特性线性度,而且降低调节门重叠度,改善AGC负荷响应性能,减少调节门晃动和机组节流损失。 展开更多

关键词 汽轮机 调节门 流量特性 模型自适应法 rbf 神经网络

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基于自适应参数趋近律的机械臂滑模控制 被引量：2

18

作者 贾立蒙 侯明 《机床与液压》 北大核心 2024年第23期51-57,共7页

针对图像采集机械臂在滑模控制过程中存在的精度较低、抖振幅度较大、运动过程易受干扰等问题,提出一种基于自适应参数调节趋近律的机械臂神经网络滑模控制方法。在经典的指数函数趋近律基础上,对等速项系数进行自适应控制。通过引入机... 针对图像采集机械臂在滑模控制过程中存在的精度较低、抖振幅度较大、运动过程易受干扰等问题,提出一种基于自适应参数调节趋近律的机械臂神经网络滑模控制方法。在经典的指数函数趋近律基础上,对等速项系数进行自适应控制。通过引入机械臂连杆长度与转动惯量等参数,构建机械臂名义模型。利用自适应RBF神经网络有利于实时控制和补偿的特点,将其与设计好的线性滑模面相结合。通过合理设计李雅普诺夫函数,对所构建的系统进行稳定性证明。同时,与神经网络自适应指数趋近律及神经网络自适应饱和函数趋近律等方法进行对比。结果表明:在相同条件下,该方法能有效抑制抖振并实现高精度轨迹跟踪。 展开更多

关键词 机械臂 自适应rbf神经网络 自适应参数调节 滑模控制 轨迹跟踪

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液压支架顶梁位姿调控仿真分析 被引量：15

19

作者 任怀伟 李帅帅 +1 位作者 李勰 付庄 《工矿自动化》 北大核心 2019年第10期11-16,共6页

针对液压支架稳态支护对液压支架控制器自适应控制快速性和强抗干扰能力要求,以ZY10800/28/63支顶掩护式液压支架为研究对象,建立了液压支架运动学模型和阀控液压缸液压系统传递函数,设计了一种包含速度补偿的RBF神经网络控制器,基于该... 针对液压支架稳态支护对液压支架控制器自适应控制快速性和强抗干扰能力要求,以ZY10800/28/63支顶掩护式液压支架为研究对象,建立了液压支架运动学模型和阀控液压缸液压系统传递函数,设计了一种包含速度补偿的RBF神经网络控制器,基于该控制器提出了一种液压支架顶梁位姿调控系统,通过控制立柱和平衡千斤顶长度,保证支护状态下液压支架顶梁高度和姿态角稳定。在Matlab/Simulink中建立了液压支架顶梁位姿调控系统仿真模型并进行实验,结果表明:RBF神经网络控制器对阶跃信号的响应时间短,未出现超调现象;在施加顶梁冲击力情况下,RBF神经网络控制器较PID控制器和滑模控制器具有更快的响应速度、更小的超调量和更强的抗干扰能力,能维持支架顶梁位姿处于目标位置,具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 液压支架 稳态支护 顶梁位姿调控 顶梁高度调节 顶梁姿态角调节 自适应调控 rbf神经网络控制

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空间机械臂面向太阳能帆板在轨清洁任务的擦抹力/位阻抗控制 被引量：4

20

作者 朱安 陈力 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2624-2635,共12页

卫星在载体位姿调整过程中燃烧的烟雾容易附着在太阳能帆板上,若未对帆板定期清洁将导致其供电能力下降,为此对空间机械臂执行太阳能帆板清洁任务进行了研究.首先通过Lagrange方程法建立了空间机械臂系统动力学方程,然后为了控制机械臂... 卫星在载体位姿调整过程中燃烧的烟雾容易附着在太阳能帆板上,若未对帆板定期清洁将导致其供电能力下降,为此对空间机械臂执行太阳能帆板清洁任务进行了研究.首先通过Lagrange方程法建立了空间机械臂系统动力学方程,然后为了控制机械臂末端清洁装置的位姿,基于运动学关系将动力学模型转换到惯性空间.结合阻抗控制原理,根据清洁装置位姿与其输出力之间的动态关系建立了机械臂的阻抗模型,保证了清洁操作过程中输出力的稳定和精确控制.为了防止清洁操作的各阶段切换时因系统状态突变导致输出力突变,造成太阳能帆板的破坏,基于障碍Lyapunov函数提出一种全状态约束控制策略,其利用RBF神经网络对不确定系统进行拟合,且结合虚拟控制力原理对设计的期望轨迹进行修正,使得太阳能帆板的柔性振动能被抑制,实现了对卫星与清洁装置位姿的高精度控制.最后通过Lyapunov定理证明了系统状态的收敛性,利用仿真分析验证了所提控制策略的有效性;结果表明清洁装置的输出力控制精度优于0.5 N,卫星与清洁装置的位姿控制精度优于0.1°和10-3m. 展开更多

关键词 空间机械臂 阻抗控制 全状态约束 rbf神经网络 在轨清洁操作

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