基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的冗余機(jī)器手臂障礙物躲避和實(shí)時(shí)解析.pdf

1、機(jī)器手臂是一個(gè)末端能動(dòng)的機(jī)械裝置，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化方面。對(duì)于非冗余機(jī)器手臂來(lái)說(shuō)，當(dāng)機(jī)器手臂末端完成指定的運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的關(guān)節(jié)由于沒(méi)有多余的自由度，不能去完成別的動(dòng)作，從而失去了靈活性。而冗余機(jī)器手臂可以利用自身的冗余關(guān)節(jié)來(lái)除去這個(gè)約束，使得機(jī)器手臂更加靈活，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)環(huán)境中障礙物的躲避。 本文首先介紹了冗余機(jī)器手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論，重點(diǎn)研究了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，然后建立起了障礙物躲避的實(shí)時(shí)求解模型。冗余機(jī)器手臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制的

2、避障算法被統(tǒng)一為等式、不等式和雙端約束的二次規(guī)劃(QP)問(wèn)題。同時(shí)，為了避免關(guān)節(jié)角偏差現(xiàn)象，我們提出了改進(jìn)的避障算法。 為了解決時(shí)變的QP問(wèn)題，本文運(yùn)用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在速度層上進(jìn)行冗余度解析。將基于線性變分不等式(LVI)的原對(duì)偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做一簡(jiǎn)單的比較，并從理論上證明LVI原對(duì)偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。用PA10機(jī)器手臂進(jìn)行模擬試驗(yàn)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該網(wǎng)絡(luò)求解的有效性和實(shí)時(shí)解析性。最后分析了工作中的不足，提出了以后工作的幾點(diǎn)