一種基于思維進(jìn)化算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題.pdf

1、機(jī)器人作為一種高科技的機(jī)電一體化的自動(dòng)裝置，它能夠代替人進(jìn)行大量復(fù)雜、繁重、危險(xiǎn)性的工作，司被應(yīng)用于噴漆、搬運(yùn)、焊接、裝配、醫(yī)護(hù)等工作，對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件發(fā)揮了重要的作用。 機(jī)器人的控制問(wèn)題主要包括：軌跡規(guī)劃問(wèn)題、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題和逆動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。而機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解問(wèn)題在機(jī)器人學(xué)中占有重要地位，是研究機(jī)器人動(dòng)力學(xué)和機(jī)器人控制的基礎(chǔ)，并直接關(guān)系到運(yùn)動(dòng)分析、離線編程等。從機(jī)器人控制角度講，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題是一個(gè)很重要的

2、課題，一直備受人們關(guān)注。 本文分析了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，具體針對(duì)GRB400機(jī)器人建立了正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析。接著重點(diǎn)介紹了思維進(jìn)化算法的理論精髓、主要算法及其應(yīng)用發(fā)展，進(jìn)一步針對(duì)二進(jìn)制編碼的思維進(jìn)化算法中“趨同”、“異化”算子進(jìn)行了討論。 本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于非線性映射的強(qiáng)大的逼近能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人從工作變量空間到關(guān)節(jié)變量空間的非線性映射，從而求得機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)若想改變其

3、輸出值，但又不能改變其轉(zhuǎn)換函數(shù)，只能改變其輸入值，而改變輸入的唯一辦法只能修改加在輸入端的加權(quán)系數(shù)，因而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程是修改加權(quán)系數(shù)的過(guò)程。針對(duì)BP算法和遺傳算法的不足之處，如求解精度低，搜索速度慢，易于陷入局部極小值等，提出了一種利用思維進(jìn)化算法來(lái)學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值，求解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的新方法。為比較各種方法，分別進(jìn)行了數(shù)值仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。理論分析和數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：本文提出的采用思維進(jìn)化算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)求解機(jī)