一种基于扰动观测器和命令滤波器的电驱动柔性关节机械臂自适应神经网络控制器设计方法

    公开(公告)号:CN114895564A

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN202210548715.5

    申请日:2022-05-20

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于扰动观测器和命令滤波器的电驱动柔性关节机械臂自适应神经网络控制器设计方法。首先,本发明基于n连杆柔性关节机械臂的电驱动动力学模型进行设计,虽然引入了更多的未知数,增加了被控系统的维度,但更符合实际情况。然后,针对径向基函数神经网络(RBFNN)收敛速度快、估计性能好等特点,采用径向基函数神经网络逼近系统的内部不确定性。其次,引入了一个基于扰动观测器的估计器来估计柔性关节机械臂系统中的匹配、非匹配时变不确定度。再者,引入二阶命令滤波器来解决反演控制中的“计算爆炸”问题。除此之外,出于实际应用中的安全考虑,本发明应用了一个障碍李亚普诺夫函数来实现机械臂位置输出限制。

    一种基于扰动观测器的柔性关节机械臂神经网络积分滑模控制器设计方法

    公开(公告)号:CN114952835B

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202210548816.2

    申请日:2022-05-20

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于扰动观测器的柔性关节机械臂神经网络积分滑模控制器设计方法。综合了神经网络、自适应扰动观测器和积分滑模的优点。考虑到径向基函数神经网络(RBFNN)具有学习收敛速度快、逼近能力强的特点,本发明采用2个径向基函数神经网络矩阵对机械臂‑执行器的动态参数进行估计。针对使用RBFNN时存在估计误差,以及机械臂系统在实际工作中存在外部扰动的特点,本发明提出了一种新的扰动观测器来估计由RBFNN的估计误差和时变外部扰动组成的系统集总不确定度。不仅如此,为了进一步消除稳态误差,我们引入了积分滑动面。此外,出于安全考虑,我们在控制器的设计中采用障碍李雅普诺夫函数(BLF)实现输出位置约束。

    基于自适应神经网络高阶动态滑模的轨迹跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN114147713B

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN202111455320.2

    申请日:2021-12-01

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于自适应神经网络高阶动态滑模的轨迹跟踪控制方法,首先建立具有一般性的n阶非线性系统模型,通过设计动态滑模控制和一阶滤波器,解决反演控制带来的信息爆炸问题,再通过基于径向基自适应神经网络控制估计系统的非线性扰动。通过李雅普诺夫证明设计的控制方法对所提出的系统证明其稳定性,最后将其控制方法运用在二维非线性柔性机械臂控制系统中,在系统外部非线性不确定干扰情况下,基于各个关节的测量信息,实现对柔性机械臂的轨迹跟踪控制,并保证控制的鲁棒性,提高了误差的收敛速度和跟踪精度。

    一种电驱动柔性关节机械臂自适应神经网络控制器设计方法

    公开(公告)号:CN114895564B

    公开(公告)日:2023-05-02

    申请号:CN202210548715.5

    申请日:2022-05-20

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于扰动观测器和命令滤波器的电驱动柔性关节机械臂自适应神经网络控制器设计方法。首先,本发明基于n连杆柔性关节机械臂的电驱动动力学模型进行设计,虽然引入了更多的未知数,增加了被控系统的维度,但更符合实际情况。然后,针对径向基函数神经网络(RBFNN)收敛速度快、估计性能好等特点,采用径向基函数神经网络逼近系统的内部不确定性。其次,引入了一个基于扰动观测器的估计器来估计柔性关节机械臂系统中的匹配、非匹配时变不确定度。再者,引入二阶命令滤波器来解决反演控制中的“计算爆炸”问题。除此之外,出于实际应用中的安全考虑,本发明应用了一个障碍李亚普诺夫函数来实现机械臂位置输出限制。

    基于自适应神经网络高阶动态滑模的轨迹跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN114147713A

    公开(公告)日:2022-03-08

    申请号:CN202111455320.2

    申请日:2021-12-01

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于自适应神经网络高阶动态滑模的轨迹跟踪控制方法,首先建立具有一般性的n阶非线性系统模型,通过设计动态滑模控制和一阶滤波器,解决反演控制带来的信息爆炸问题,再通过基于径向基自适应神经网络控制估计系统的非线性扰动。通过李雅普诺夫证明设计的控制方法对所提出的系统证明其稳定性,最后将其控制方法运用在二维非线性柔性机械臂控制系统中,在系统外部非线性不确定干扰情况下,基于各个关节的测量信息,实现对柔性机械臂的轨迹跟踪控制,并保证控制的鲁棒性,提高了误差的收敛速度和跟踪精度。

    一种基于扰动观测器的柔性关节机械臂神经网络积分滑模控制器设计方法

    公开(公告)号:CN114952835A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210548816.2

    申请日:2022-05-20

    Applicant: 南昌大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于扰动观测器的柔性关节机械臂神经网络积分滑模控制器设计方法。综合了神经网络、自适应扰动观测器和积分滑模的优点。考虑到径向基函数神经网络(RBFNN)具有学习收敛速度快、逼近能力强的特点,本发明采用2个径向基函数神经网络矩阵对机械臂‑执行器的动态参数进行估计。针对使用RBFNN时存在估计误差,以及机械臂系统在实际工作中存在外部扰动的特点,本发明提出了一种新的扰动观测器来估计由RBFNN的估计误差和时变外部扰动组成的系统集总不确定度。不仅如此,为了进一步消除稳态误差,我们引入了积分滑动面。此外,出于安全考虑,我们在控制器的设计中采用障碍李雅普诺夫函数(BLF)实现输出位置约束。

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