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基于模糊自适应RBF的机械臂积分滑模控制方法
被引量：
2
1
作者
冯嘉庆
张蕾
田冬雨
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1099-1110,共12页
针对机械臂动力学模型参数具有不确定性,系统控制精度和收敛速度受到关节摩擦和外部干扰影响的问题,提出一种基于机械臂动力学模型的复合控制策略。结合改进型双幂次趋近律和积分滑模设计滑模控制项,加快跟踪误差的收敛速度;通过3组RBF...
针对机械臂动力学模型参数具有不确定性,系统控制精度和收敛速度受到关节摩擦和外部干扰影响的问题,提出一种基于机械臂动力学模型的复合控制策略。结合改进型双幂次趋近律和积分滑模设计滑模控制项,加快跟踪误差的收敛速度;通过3组RBF神经网络分别逼近动力学模型的不确定参数,引入自适应机制对权值进行在线的自适应整定,并采用前述设计的滑模控制项补偿RBF神经网络的逼近误差;利用模糊控制器对关节摩擦和外部干扰进行补偿。仿真结果表明,与基于分块RBF神经网络逼近滑模控制算法相比,所提出的复合控制策略使机械臂关节角速度响应时间缩减39.4%,最大稳态误差缩减76.8%,平均稳态误差缩减62.7%,机械臂关节空间轨迹跟踪的控制精度和响应速度得到显著提高。
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关键词
机械臂
轨迹跟踪
自适应RBF神经网络
模糊补偿
积分滑模
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职称材料
复杂多场景下机械臂避障运动规划方法研究
被引量：
5
2
作者
宋勇
张蕾
+1 位作者
田荣
王晓华
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期500-509,共10页
为提高工业机械臂在狭窄通道、多障碍物等复杂多场景下避障运动规划的成功率和效率,建立了基于圆柱体和球体包围盒机械臂与障碍物之间的碰撞检测模型,并提出了一种基于启发式概率融合人工势场法的改进型RRT^(*)算法(P-artificial potent...
为提高工业机械臂在狭窄通道、多障碍物等复杂多场景下避障运动规划的成功率和效率,建立了基于圆柱体和球体包围盒机械臂与障碍物之间的碰撞检测模型,并提出了一种基于启发式概率融合人工势场法的改进型RRT^(*)算法(P-artificial potential field-RRT^(*),PAPF-RRT^(*))。采样上引入概率目标偏向与随机采样点优选策略,对采样点进行位置优选约束,增强采样导向性和质量;为改变传统新节点扩展方向和特殊环境下局部最优问题,融合人工势场法的目标引力与障碍物斥力和自适应步长,使算法在APF产生的合力范围下实时引导新节点扩展方向和步长大小,降低过度的探索和碰撞区域扩展;对冗余节点进行删除,并采用三次B样条插值优化,提高机械臂轨迹的柔顺性。仿真结果表明,所提算法较传统RRT^(*)算法在平均路径搜索时间上降低了56.75%,路径长度缩短了17.74%。导入机械臂模型后可视化仿真结果证明,所提算法可使机械臂成功避障且快速平稳运行到目标点。
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关键词
机械臂运动规划
渐进最优快速拓展随机树算法
启发式概率
人工势场法
自适应步长
三次B样条
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职称材料
题名
基于模糊自适应RBF的机械臂积分滑模控制方法
被引量：
2
1
作者
冯嘉庆
张蕾
田冬雨
机构
西安
工程
大学
电子信息学院
陕西
人工智能
联合实验室
(
西安
工程
大学
分部
)
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1099-1110,共12页
基金
西安市科技计划项目(24GXFW0023)
榆林市科技计划项目(2023⁃CXY⁃184)资助。
文摘
针对机械臂动力学模型参数具有不确定性,系统控制精度和收敛速度受到关节摩擦和外部干扰影响的问题,提出一种基于机械臂动力学模型的复合控制策略。结合改进型双幂次趋近律和积分滑模设计滑模控制项,加快跟踪误差的收敛速度;通过3组RBF神经网络分别逼近动力学模型的不确定参数,引入自适应机制对权值进行在线的自适应整定,并采用前述设计的滑模控制项补偿RBF神经网络的逼近误差;利用模糊控制器对关节摩擦和外部干扰进行补偿。仿真结果表明,与基于分块RBF神经网络逼近滑模控制算法相比,所提出的复合控制策略使机械臂关节角速度响应时间缩减39.4%,最大稳态误差缩减76.8%,平均稳态误差缩减62.7%,机械臂关节空间轨迹跟踪的控制精度和响应速度得到显著提高。
关键词
机械臂
轨迹跟踪
自适应RBF神经网络
模糊补偿
积分滑模
Keywords
mechanical arm
orbit tracking
self-adaptive RBF neural network
fuzzy offset
integral sliding mode
分类号
TP241.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
复杂多场景下机械臂避障运动规划方法研究
被引量：
5
2
作者
宋勇
张蕾
田荣
王晓华
机构
西安
工程
大学
电子信息学院
陕西
人工智能
联合实验室
(
西安
工程
大学
分部
)
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期500-509,共10页
基金
国家自然科学基金联合基金(U2106218)资助。
文摘
为提高工业机械臂在狭窄通道、多障碍物等复杂多场景下避障运动规划的成功率和效率,建立了基于圆柱体和球体包围盒机械臂与障碍物之间的碰撞检测模型,并提出了一种基于启发式概率融合人工势场法的改进型RRT^(*)算法(P-artificial potential field-RRT^(*),PAPF-RRT^(*))。采样上引入概率目标偏向与随机采样点优选策略,对采样点进行位置优选约束,增强采样导向性和质量;为改变传统新节点扩展方向和特殊环境下局部最优问题,融合人工势场法的目标引力与障碍物斥力和自适应步长,使算法在APF产生的合力范围下实时引导新节点扩展方向和步长大小,降低过度的探索和碰撞区域扩展;对冗余节点进行删除,并采用三次B样条插值优化,提高机械臂轨迹的柔顺性。仿真结果表明,所提算法较传统RRT^(*)算法在平均路径搜索时间上降低了56.75%,路径长度缩短了17.74%。导入机械臂模型后可视化仿真结果证明,所提算法可使机械臂成功避障且快速平稳运行到目标点。
关键词
机械臂运动规划
渐进最优快速拓展随机树算法
启发式概率
人工势场法
自适应步长
三次B样条
Keywords
manipulator motion planning
asymptotically optimal rapidly exploring random tree
rapidly exploring random tree algorithms
artificial potential field
cubic B-spline
adaptive step-size
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于模糊自适应RBF的机械臂积分滑模控制方法
冯嘉庆
张蕾
田冬雨
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
复杂多场景下机械臂避障运动规划方法研究
宋勇
张蕾
田荣
王晓华
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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