没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页RBF网络在冗余机械手运动学逆解中的应用
本文主要探讨了"基于RBF的冗余机械手运动学逆解"这一主题,针对冗余机械手运动学中的非线性、强耦合以及时变性难题,作者提出了一种创新方法。这种方法利用径向基函数(RBF)神经网络的优势,包括其优秀的逼近能力、快速的收敛速度和强大的非线性处理能力,来有效求解冗余机械手的运动学逆问题。RBF神经网络通过其灵活的结构能够适应复杂的数学模型,这对于处理冗余机械手的动力学问题具有重要意义。 作者采用遗传算法来优化RBF网络的中心节点,这一步骤旨在提高网络的性能和效率。遗传算法是一种优化搜索技术,通过模拟自然选择和遗传机制来寻找最佳解决方案,这在神经网络的参数调整中尤为有效。通过这种方法,网络的泛化能力和稳定性得以增强,从而使得运动学逆解更加精确。 文章以6自由度机械手为例,使用Matlab软件进行建模和仿真,以验证RBF网络在实际应用中的有效性。通过实验结果,证明了基于RBF网络的冗余机械手运动学逆解方法在解决冗余机械手动态控制中的实用性,特别是在处理复杂非线性和不确定性因素时展现出的优势。 关键词如"冗余机械手"、"RBF网络"和"遗传算法"突出了论文的核心内容,反映了研究的重点。此外,文章引用了相关研究背景,指出21世纪机器人技术的发展趋势和冗余自由度机器人在特殊环境应用的重要性。 总结来说,本文提供了一个新颖且实用的策略,通过结合RBF神经网络和遗传算法,成功地解决了冗余机械手运动学逆解中的挑战,为冗余机械手的设计和控制提供了强有力的技术支持。这项工作对于提升机械手的性能,尤其是在恶劣环境或高精度要求的应用场景中,具有显著的实际价值。
资源详情
资源推荐
文章编号:
1674-7070
(2011)
05
-0
461-05
基于
RBF
的冗余机械于运动学逆解
摘要
针对冗余机械手运动学中存在的非
线性、强祸合以及时变性的特点,采用了
一种基于径向基函数
(Radial
Basic Func-
tion
,
RBF)
网络的非线性拟合和系统辨
识的方法,利用
RBF
神经网络的逼近能
力较优、收敛速度快、非线性处理能力强
等特点,可以有效地对冗余机械手的运
动学逆问题进行求解;同时,运用遗传算
法选取
RBF
网络的中心,提高网络的性
能及效率;用
Maùab
实现对
6
自由度机
械手运动学的建模、仿真.网络求解的结
采表明了该方法的有效性.
关键词
冗余机械手
;RBF
网络;遗传算法
中图分类号
TP13
文献标志码
A
收稿日期
2011
.0
1-17
资助项目公益性行业(气象)科研专项资助
( GYHY200806017)
;南京信息工程大学科研
基金
(20070063
)
作者简介
叶小岭,女,教授,主要研究方向为系统优
化与控制.
xyz.
nim@
163.
com
l
南京信息工程大学信息与控制学院,南京,
210044
叶小崎
1
查汀
1
胡凯
1
。
引言
21
世纪将是机器人发展的热点时期,许多国家和研究机构都大
力投入机器人的研究
[IJ
机械子作为机器人领域的一个分支被广泛
应用于工业生产、航空航天和军事等场所.冗余自由度机器人是
20
世
纪
80
年代末出现,在
90
年代得到发展的一种先进机器人系统,它由
空间技术和先进制造技术的需要而产生.冗余自由度的引人还使机
器人具有了容错性
[2J
这对于机器人在一些特殊的环境下的应用具
有特别重要的意义.
冗余自由度机器人动力学具有高度非线性、强相合和时变的特
点,同时还受许多不确定因素的影响,因此使机器人的高性能控制成
为一个非常复杂的问题.研究机械子的运动学问题是解决此类问题
的基础.传统的机械于运动学逆解有代数法、几何法和迭代法等问.
代数法主要应用在结构简单的机械手分析中,当关节过多时,求解过
程将显得过于复杂[
4J
几何法则对机械手结构有着很大的依赖性.迭
代算法经过运算之后能够从机械手无穷多个逆解中求出一个解,缺
点是不能保证该解的正确性
[5J
近年来,随着神经网络知识的不断完
善[飞已经能很好地运用到机器人分析领域[叫本文采用一种径向
基函数
(Radial
Basic
Function
,
RBF)
网络实现对冗余自由度机械于逆
解进行辨识,
RBF
网络在理论上可以逼近任意的非线性问题,也可以
避免繁琐的公式推导和编程计算.该法实现简单,收敛迅速且逼近效
果良好.
1
机械手运动学逆解问题
机械手的运动学涉及每个关节之间位移、速度和加速度关系,并
且在内部之间还有着静力学关系.运动学控制是机器人技术中的最
基本问题,而这个问题一般归结为机器人的逆运动学的求解.本文
中,只讨论机械手末端位姿与各个关节变量之间的关系.如下所述的
一种冗余自由度的机械臂平面结构示意如图
1
所示.
图
1
是具有
n
个关节的机械手臂,以机械于基底为坐标原点,运
动学正解方程表示如下
[9J
(=二
l.c
叫
1, 2
,…
, n.
Y = L li
sin
()i
,
、飞,,
r
唱·且
J''
飞、
文章编号:
1674-7070
(2011)
05
-0
461-05
基于
RBF
的冗余机械于运动学逆解
摘要
针对冗余机械手运动学中存在的非
线性、强祸合以及时变性的特点,采用了
一种基于径向基函数
(Radial
Basic Func-
tion
,
RBF)
网络的非线性拟合和系统辨
识的方法,利用
RBF
神经网络的逼近能
力较优、收敛速度快、非线性处理能力强
等特点,可以有效地对冗余机械手的运
动学逆问题进行求解;同时,运用遗传算
法选取
RBF
网络的中心,提高网络的性
能及效率;用
Maùab
实现对
6
自由度机
械手运动学的建模、仿真.网络求解的结
采表明了该方法的有效性.
关键词
冗余机械手
;RBF
网络;遗传算法
中图分类号
TP13
文献标志码
A
收稿日期
2011
.0
1-17
资助项目公益性行业(气象)科研专项资助
( GYHY200806017)
;南京信息工程大学科研
基金
(20070063
)
作者简介
叶小岭,女,教授,主要研究方向为系统优
化与控制.
xyz.
nim@
163.
com
l
南京信息工程大学信息与控制学院,南京,
210044
叶小崎
1
查汀
1
胡凯
1
。
引言
21
世纪将是机器人发展的热点时期,许多国家和研究机构都大
力投入机器人的研究
[IJ
机械子作为机器人领域的一个分支被广泛
应用于工业生产、航空航天和军事等场所.冗余自由度机器人是
20
世
纪
80
年代末出现,在
90
年代得到发展的一种先进机器人系统,它由
空间技术和先进制造技术的需要而产生.冗余自由度的引人还使机
器人具有了容错性
[2J
这对于机器人在一些特殊的环境下的应用具
有特别重要的意义.
冗余自由度机器人动力学具有高度非线性、强相合和时变的特
点,同时还受许多不确定因素的影响,因此使机器人的高性能控制成
为一个非常复杂的问题.研究机械子的运动学问题是解决此类问题
的基础.传统的机械于运动学逆解有代数法、几何法和迭代法等问.
代数法主要应用在结构简单的机械手分析中,当关节过多时,求解过
程将显得过于复杂[
4J
几何法则对机械手结构有着很大的依赖性.迭
代算法经过运算之后能够从机械手无穷多个逆解中求出一个解,缺
点是不能保证该解的正确性
[5J
近年来,随着神经网络知识的不断完
善[飞已经能很好地运用到机器人分析领域[叫本文采用一种径向
基函数
(Radial
Basic
Function
,
RBF)
网络实现对冗余自由度机械于逆
解进行辨识,
RBF
网络在理论上可以逼近任意的非线性问题,也可以
避免繁琐的公式推导和编程计算.该法实现简单,收敛迅速且逼近效
果良好.
1
机械手运动学逆解问题
机械手的运动学涉及每个关节之间位移、速度和加速度关系,并
且在内部之间还有着静力学关系.运动学控制是机器人技术中的最
基本问题,而这个问题一般归结为机器人的逆运动学的求解.本文
中,只讨论机械手末端位姿与各个关节变量之间的关系.如下所述的
一种冗余自由度的机械臂平面结构示意如图
1
所示.
图
1
是具有
n
个关节的机械手臂,以机械于基底为坐标原点,运
动学正解方程表示如下
[9J
(=二
l.c
叫
1, 2
,…
, n.
Y = L li
sin
()i
,
、飞,,
r
唱·且
J''
飞、
下载后可阅读完整内容,剩余4页未读,立即下载
weixin_38747216
- 粉丝: 5
- 资源: 882
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 深入理解23种设计模式
- 制作与调试:声控开关电路详解
- 腾讯2008年软件开发笔试题解析
- WebService开发指南:从入门到精通
- 栈数据结构实现的密码设置算法
- 提升逻辑与英语能力:揭秘IBM笔试核心词汇及题型
- SOPC技术探索:理论与实践
- 计算图中节点介数中心性的函数
- 电子元器件详解:电阻、电容、电感与传感器
- MIT经典:统计自然语言处理基础
- CMD命令大全详解与实用指南
- 数据结构复习重点:逻辑结构与存储结构
- ACM算法必读书籍推荐:权威指南与实战解析
- Ubuntu命令行与终端:从Shell到rxvt-unicode
- 深入理解VC_MFC编程:窗口、类、消息处理与绘图
- AT89S52单片机实现的温湿度智能检测与控制系统
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功